惠州32—5油田科探井三个地层压力剖面预测研究

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1、惠州32—5油田科探井三个地层压力剖面预测研究　　摘要：在油气钻探过程中，地层压力预测是一项十分关键的基础工作。特别是对于科学探索井，精确的地层压力预测能够为钻井液密度选择、钻井参数优化和井身结构设计提供科学依据。针对HZ32-5构造科探井的地震资料，以及周边区块已钻井的地质、地震、钻井、测井、测试等资料分析，得出了科探井地层孔隙压力、破裂压力和坍塌压力剖面，建立了合理的钻井液安全密度窗口。关键词：科探井地层压力预测计算模型科学探索井的压力预测与常规井不同，由于科学探索井存在测井资料未知的现象，地层孔隙压力只能采用地震资料

2、，依据地震速度谱数据预测；而地层破裂压力，因钻前资料不足，往往依据邻井的资料进行估计，此外，单纯应用某一种方法有时无法准确预测出地层压力，需要用多种方法进行综合分析和解释，将多种数据资料结合起来，通过一个综合数据处理途径，应用数据库数学物理方法等技术对待钻地层进行预测。一、科探井压力预测方法5由于科探井的无测井资料，无法直接利用测井资料进行压力预测，只能利用地震资料分析法，将地震速度谱解释得到地震层速度。由于地震层速度的倒数即为声波时差，从而可以应用最为广泛的声波时差法计算地层孔隙压力。对于南海科探井，首先主要依据地震资料

3、对该科探井的孔隙压力、破裂压力以及坍塌压力进行计算模式理论分析和研究，建立地层压力剖面，再结合科探井邻近围区井史资料，对压力预测结果进行对比验证，并对计算模型进行修正和优化，通过综合分析处理，作出科学推断。1.地层孔隙压力计算模型用地震资料预测地层孔隙压力的具体方法是：从速度谱解释得到叠加速度，把叠加速度转换为均方根速度，再用DIX公式计算地震层速度，也有的地震资料可以直接给出地震层速度，根据地震层速度与声波时差的倒数关系，得到声波时差与地层深度的关系，从而用声波时差法计算地层压力。使用该方法在地震资料具有较高分辨率的情况

4、下，计算的层速度准确性越高。根据处理得到的地层声波时差资料，采用Eaton法进行地层压力计算。在计算时，正常压实井段的选取尤为重要，选取不当将会给正常趋势线带来较大误差，从而影响预测结果的准确性。Eaton法地层压力计算模型：式中Gp为地层孔隙压力梯度，g/cm3；Gop为上覆岩层压力梯度，g/cm3；5为地层水密度，g/cm3；△tn为正常压实时的声波时差值，；△t为实测声波时差值，；n为Eaton指数。2.地层破裂压力预测方法根据深部岩石力学理论，在地下一定深度处的地层，其承受液体的压力是有限的，承担流体压力的地层当流

5、体压力达到一定的值时，地层就会发生拉伸破坏，此时的液体压力即为该地层的破裂压力。地层破裂压力是钻井工程中的一个重要的参数，它的大小决定了使用的钻井液的最大密度。修正地层破裂压力计算方法式中：为地层破裂压力，MPa；为岩石的泊松比，=0.2～0.3，这里取0.25；，地层构造应力系数，无量纲，、水平两个主应力方向的构造应力系数；为上覆岩层压力，MPa；为地层孔隙压力，MPa，为有效应力系数，即压裂过程中地层孔隙压力对地层破裂压力的贡献系数；St，岩石抗拉强度，MPa。-地层破裂压力梯度g/cm3，H为井深，m。对于新区的第一

6、口科探井，在没有地层破裂压力实测值得情况下，选取邻近构造的构造应力系数值作为参考值预先进行预测，在钻完上部地层后，根据二开、三开破裂压力试验实验值对原有构造应力系数进行修正，从而提高地层破裂压力预测的精确性。3.地层坍塌压力预测方法5根据剪切破坏准则可知，当井壁围岩所受的应力超过岩石本身的抗剪切强度时，井壁围岩就会发生剪切破坏，从而造成井壁坍塌。坍塌压力是钻井工程中又一重要参数，它的大小也决定了钻井液的最小密度，研究地层的坍塌压力对维持井壁稳定、实现快速钻进具有重要的意义。坍塌压力的计算模型如下：式中：，地层坍塌压力当量密

7、度，g/cm3；，应力非线性修正系数，无量纲；分别为地应力最大水平、最小水平主地应力；g/cm3；，为内摩擦角；度；C，岩石粘聚力，MPa；，有效应力系数，无量纲；，地层孔隙压力，g/cm3；H，井深，m。地层的破裂压力、坍塌压力对确定安全钻井液密度窗口具有重要的作用，所以在实际计算中，应根据实际的地层资料进行分析计算，并选择合适深度的岩心实验进行校正。二、工程设计实例HZ32-5含油构造位于惠州低凸起的南部，东侧紧邻HZ33-1油田，构造范围内水深约110m。根据邻井的测井、录井资料及本井的测井资料，对该井的三个地层压力

8、剖面进行了计算，具体结果见表1。表1HZ32-5-X井三压力分布5由上表可知，HZ32-5-X井韩江组安全钻井液密度窗口为[1.10，1.62]；珠江组安全钻井液密度窗口为[1.13，1.67]；珠海安全钻井液密度窗口为[1.15，1.70]。三、总结1.对科探井的地层压力，综合依据地质、地震、钻井、测