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1、石油勘探与开发272003年8月PETROLEUMEXPLORATIONANDDEVELOPMENTVol.30No.4文章编号:100020747(2003)0420072203测井资料检测地层孔隙压力传统方法讨论樊洪海(石油大学(北京))摘要:利用测井资料,基于正常压实趋势线确定地层孔隙压力是最常用的传统方法。认为该传统方法的局限性和不足是:不适用于非泥岩地层;不适用于不平衡压实以外的机制导致异常高压的地层;泥岩正常压实趋势线为直线的结论不完全合理;建立测井参数与地层孔隙压力之间关系式缺乏坚实的理论基础;用泥岩及相邻渗透性地层建立的经验公式预测大段渗透性地
2、层的孔隙压力,其结果往往偏低。在利用测井资料评估地层孔隙压力时应注意这些局限性和不足。图1参10关键词:地层孔隙压力;测井资料;检测;传统方法中图分类号:P631.8文献标识码:A多年来国内使用基于正常压实趋势线的传统方造挤压作用,水热增压,生烃作用,蒙脱土脱水向伊利法,利用测井资料确定地层孔隙压力,不乏成功的例石转变的黏土矿物转化作用,浓度差与逆浓度差作用,子,也存在许多局限。本文在简介地层孔隙压力确定石膏与硬石膏的转化,流体密度差异,水势面的不规则方法的分类、异常高压形成机制及分类方法的基础上,性,地层抬升、剥蚀)分成以下三大类。对此最常用的传统方法其进行
3、分析,提出看法。2.1符合沉积加载曲线类该类异常高压的形成机制是不平衡压实作用。1地层孔隙压力确定方法分类平衡压实过程是逐渐加载的力学过程,其应力2应过去国内将确定地层孔隙压力的方法统称为“地变关系符合沉积加载曲线。平衡压实过程中,随上覆层压力预测”,概念模糊。地层孔隙压力确定方法可以沉积物的继续沉积及埋深增加,水被排出,沉积物逐渐分为4类:①钻前压力预测。主要利用地震层速度资被压实,地层孔隙压力为静液压力,垂直有效应力持续料及其与地层孔隙压力的关系模型计算地层孔隙压增加。如果某种原因(如沉积速率过快)使排水能力减力。过去常用“直接计算法”和“等效深度法”,近
4、年提弱或停止排水,继续增加的上覆沉积载荷的部分或全[1,2]出了“单点预测模型”和“综合预测模型”法。②随部将由孔隙流体承担,沉积物继续压实所需的载荷减钻压力监测。利用随钻测量信息实时监测异常地层孔小(与平衡压实比较),会出现不平衡压实情况。这种隙压力带并确定其压力值。过去常用dc指数法、σ情况下,垂直有效应力不会在原有值的基础上减小,只法、标准化钻速法、泥页岩密度法,近年出现了随钻测是垂直有效应力增加速率比平衡压实情况减小,或维[3]井(LWD)资料法、随钻地震(SWD)资料法等。③测持原值不变。因此,不平衡压实过程也是逐渐加载或井压力检测。利用钻后测井资料
5、评估地层孔隙压力,停止加载维持原有载荷的力学过程,其应力2应变关系是公认最好、应用最广的方法。常用泥岩的声波时差也符合沉积加载曲线。法、电阻率(电导率)法、密度法等。④实测压力。用仪2.2符合卸载曲线类器直接测量地层孔隙压力,是目前最准确的方法。常该大类的形成机制可分为孔隙流体膨胀作用和地用钻杆测试(DSTS)、重复地层测试(RFT)、多层位测试层抬升导致的剥蚀作用两类。器(FMT)测试等。2.2.1孔隙流体膨胀作用孔隙流体膨胀作用包括水热增压、生烃作用、黏土2异常高压形成机制与分类矿物成岩作用、浓度差作用与逆浓度差作用、石膏与硬一种异常高压现象常由多种因素所
6、致,包括地质石膏的转化。的、物理的、地球化学和动力学的因素。但就一个特定压实过程中或停止压实后,孔隙中流体体积由于异常高压现象而言,导致其形成的因素有主、辅之分。某种或多种原因(如水热增压、生烃作用等)而增大,这采用何种方法确定地层孔隙压力,与异常高压形时的地质环境若是封闭而排水受限的,流体体积膨胀成机制关系密切,要充分考虑异常压力的成因及重视被孔隙限制,将导致孔隙压力升高,形成异常高压。这[4]其分类。本文借鉴Ward从沉积压实过程中应力2应种异常高压在世界许多盆地都存在,如北海油田中央变关系(沉积加载与卸载)角度分类的思路,将公认可地堑4000m以下的中生
7、界,最大地层孔隙压力达到地[5]形成异常高压的11类成因机制(不平衡压实作用,构层裂缝扩展压力。2003年8月樊洪海:测井资料检测地层孔隙压力传统方法讨论37孔隙流体膨胀的结果使垂直有效应力降低,膨胀实情况下,根据泥岩的声波时差、电阻率(或电导率)、的过程是使垂直有效应力降低的卸载过程,应力2应变视密度与孔隙度的相关关系,可以分别导出它们与深关系符合卸载曲线。度的关系。这些关系式的形式与(2)式完全相同,因此2.2.2地层抬升导致的剥蚀作用存在相应的“正常压实泥岩声波时差趋势线”“、正常压当构造抬升使地层被风化剥蚀时,上覆岩层压力实泥岩电阻率(或电导率)趋势线
8、”、“正常压实泥岩视降低,该过程也是卸
