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1、测井资料检测地层压力的方法综述及评价2006年第11期内蒙古石油4L-r-145测井资料检测地层压力的方法综述及评价申辉林,朱玉林,高松洋,王敏(中国石油大学(华东)资信学院257061)摘要棚lJ井资料检测地层压力是钻井完成后的压力计算技术,它不仅可以评估研究区域的地层压力情况,还可以为石油钻井提供基础数据在当前已有的压力检测方法中,大多数方法存在一定的局限性.针对这一特点,本文阐述了各种方法的基本原理,在此基础上指出了方法中存在的不足以及方法的适用条件.关键词:测井资料;地层压力;正常压实趋势线;有效应力地层压力是指地
2、层岩石孔隙内流体所承受的压力,它是石油勘探与开发的重要参数之一.目前,在石油工业中用于确定地层压力的方法很多,大体上可分为钻井工作前用地震资料预测地层压力的方法,钻井过程中用随钻录井资料监测地层压力的方法,以及钻井完成后用测井资料检测地层压力的方法.由于测井资料受人为影响因索少,且能随井深连续变化,被公认为是较理想确定地层压力的方法.利用测井资料检测地层压力可用来评估地层压力和指导邻近待钻井的施工.在已有的压力测井检测方法中,大多数方法存在一定的局限性,有的方法还存在理论缺陷,所以要获得比较准确的地层压力数据,分析方法中存
3、在的不足和方法的适用条件显得尤为重要.1方法综述地层压力的测井检测方法归纳起来丰要有基于正常压实趋势线法,有效应力法和多个测井参数组合法等三类.1.1基于正常压实趋势线法这类方法主要有经验系数法,等效深度法和Eaton法.这些方法都需建立正常压实趋势线,这里先介绍一下正常压实趋势线.1930年Athy提出了在正常压实情况r的地层孑L隙度随埋深变化关系式[1]:一铷e一(1)由(1)式可知,在正常压实情况下,在以孔隙度为横坐标,深度为纵坐标的半对数坐标系中,二者呈直线关系,该直线称为"正常压实趋势线".欠压实泥岩地层的孔隙度
4、比正常压实情况偏大,偏离了正常压实趋势线,按照不平衡压实造成欠压实而产生异常高压的机制,认为该处地层存在异常高压[2].能用于确定孔隙度的测井方法主要有电阻率测井,声波测井,密度测井,巾子测井.根据这些测井参数与孔隙度的关系,可分别导出它们与深度呈与式(1)形式相同的指数关系,因此利用以上几种测井资料可以建立正常压实趋势线.若这些测井参数的实际值偏离了相应正常压趋势线,则队为该处地层存在异常高压.这里以声波时差△t为例,根据Wyllie公式可导出正常压实趋势线方程:收稿日期:2006—06—25J△f一一CH+lnAto(
5、2)由于泥岩相对于砂岩和碳酸盐岩而吉,更能真实地反映地层压实情况,故用正常压实的泥岩层的相应测井资料来建立正常压实趋辫线.1.1,l声波时差经验系数法该方法做出了偏离正常趋势的时差偏离值与相邻储层压力的关系.利用已有地层压力测试数据与相应深度段的声波时差偏离值做出关系图版,然后,根据实测的声波时差△t,在正常压实趋势线上取对应深度上的时差值△t,由△t—At查图版得地层压力梯度Gr后,利用下式可求出相应深度上的地层压力P..Pp—Gp×/-/×9.81×10一(3)1.1.2等效深度法就基于声速测井的等效深度法来说,就是指
6、在不考虑温度影响的情况下,如果正常趋势线上某一点的△t值与超压带上某一点的△t值相同,则反映这两点孔隙结构和雎实程度相同,两点地层骨架应力相等,所以,△t在正常趋势线上对应的深度即为等效深度,如图1.人点和B点△t值相同,即HB为Ha的等效深度.由于A点和B点有效应力相等,依据有效应力公式:一Po—P^(4)可得到压力异常点A的地层压力PA计算式:P^一(GII+G0^Ⅳ^一GoH)×9.81×1O一1.1.3该方法是Eaton根据西哥湾等地区经验及理论分析建立起来的,其计算地层压力P的公式如146内蒙古石油化工2006年
7、第l1期.1:P一P.一(P0一P)[](6)其中,C为Eaton常数,与地区和地质年代有关,可由地层压力实测资料反求.1.2有效应力方法Terzaghi(1923)在研究饱和多孑L介质的力学性J贞时提出了有效应力定理L3j:d—Po—P.(7)Terzaghi指出,对饱和多孑L介质,应力变化产生的所有可测量的影响(如压缩变形等)唯一的原因是有效应力的变化,有效应力是物理上不可直接测量的,只有其产生的影响(如变形)才是可测量的.沉积物的压实过程,从力学角度讲,受有效应力控制.孔隙度的变化,孑L隙流体高I丘的形成等过程,力学
8、关系符合该原理.凶此,孔隙高压形成可以由其得出解释,反过来,利用有效应力定理可以确定地层压力.所以确定地层压力的关键是如何合理地求取垂直有效应力.人们在研究岩石的应力一应变关系的基础上,提出了几种与声速有关的有效应力计算模型[4":d一()(8)V.一a+bd—ce(9)VP—Ao—A1一Az√V.h+
