异常高压层的预测方法分析

2022-09-11

在进行油气田的勘探与开发的过程中, 国内外的学者都非常重视对油气藏压力异常的情况进行研究, 对异常压力存在的变化规律进行明确。异常压力实际上指的是偏离静水柱的底层空隙流体压力, 包括异常低压与异常高压两种情况, 本文主要对异常高压进行分析。

1 异常高压形成的原因分析

1.1 成岩作用

首先, 在粘土沉积物不断被压实的过程中, 会出现空隙变小、空隙中流体排出的情况。如果在沉积的过程中, 粘土沉积物四周分布的是低渗透的沉积物, 那么粘土空隙中的流体在上覆沉积物的压力之下不能够顺利排出, 导致流体在相邻的砂岩空隙中不断积蓄, 从而形成异常高压。其次, 沉积物中含有蒙脱石时, 随着埋深的不断增加与地层温度的不断上升, 蒙脱石会释放晶格层间水与吸附水, 如果蒙脱石释放的过程处于封闭条件之下, 所释放的水会在粘土的孔隙中进行积蓄, 造成孔隙流体压力增大, 从而出现地层异常高压。

1.2 析出作用

如果粘土、页岩等地层中包含的液体在含盐浓度方面存在差异, 那么含盐浓度较低的液体会透过粘土、页岩等向着含盐浓度较高的液体不断渗透, 在渗透的过程中就会产生透析压力, 这种透析压力在封闭的地质环境中不能够释放, 最终形成异常高压。

1.3 注采作用

在对油气藏进行注采的过程中, 如果注采出现不平衡的情况, 就可能产生异常高压情况。在对油气藏进行注采的过程中, 产生异常高压的情况主要包括两种情况:第一, 有注无采情况。在注采的过程中, 只通过注水井注入, 而不进行油井开采, 导致地层内部的压力升高, 出现异常高压情况;第二, 厚注薄采情况。在注采的过程中, 通过注水井注入的较多, 通过油井采出的较少, 导致地层内部的压力升高, 出现异常高压的情况。此外, 部分区域存在的圈闭压力也会导致异常高压情况出现。

2 异常高压地层预测方法

2.1 岩性分析预测方法

2.1.1 DC指数预测方法

与上覆正常压力层相比, 欠压实层具有较为良好的可钻性, 欠压实层下方的渗透性砂岩具有异常高压的特点, 在这种情况下, 欠压实层就成为了上部正常压力层与下部异常高压层之间的过渡层。DC指数法就是利用欠压实层的这种特性, 对欠压实泥岩层或欠压实页岩层进行检测, 从而实现对下部高压异常层的预测。DC指数能够对地层的可钻性进行实时、准确的反映, 当遇到储层之后, 其地层的孔渗不断变大, 岩性也相对比较疏松, 此时的DC指数将变小;当遇到非储层时, DC指数将变大。

2.1.2 钻时岩屑法

在一般情况下, 在正常压实的砂泥岩地层进行钻井的过程中, 将钻在砂岩地层中与泥页岩地层中的钻时进行对比, 砂页岩地层中的钻时比较小。但如果是在异常高压过渡带中进行钻井时, 由于地层存在欠压实的特点, 在泥页岩的岩性没有出现变化的情况之下, 会出现钻时明显降低的情况, 通过这个原理对异常高压地层进行预测。因此, 钻时岩屑的变化在对是否进入异常高压过渡带进行判断的过程中, 属于较为简单且有效的方法。随着钻井深度的不断增加, 如果钻时出现明显加快的情况, 要依据钻探的目的对其进行循环的观察, 为下步决策提供依据。在进行判断的过程中要对返出的岩屑进行及时的判断, 从而实现异常高压地层的及时预测与预报, 从而有效避免各种事故的发生。

2.1.3 泥页岩密度预测方法

在异常高压地层的过渡地带中, 泥岩与页岩都存在未压实的情况, 在泥岩与页岩中的岩屑密度呈现着急速下降且偏离正常岩石的趋势。因此, 在钻井的过程中, 能够通过对泥岩与页岩的密度进行分析, 从而实现对异常高压地层进行预测, 且这种方法较为有效、简单与及时。

2.2 测井曲线分析预测方法

在油田与气田的勘探与开发过程中, 测井曲线有着非常广泛的应用, 测井曲线主要的作用为对油层与气层进行寻找, 同时分析储集层的孔隙性、含油性与渗透性, 为开发决策提供依据;在利用测井曲线对地层异常高压进行预测的过程中, 砂岩中自然电位曲线负异常不明显甚至出现正异常的井段, 地温-流体曲线凸起或下凹的井段分析为高压层。通过对测井曲线的分析对井段中的高压层进行预测。

3 结语

在钻井的过程中, 地层压力预测工作是非常重要的环节之一, 具有综合性与复杂性的特点。在异常高压地层预测的DC指数法、钻时岩屑法与泥页岩密度法的三种方法中, 要依据现场的实际情况进行适当选择。在进行DC指数监控与分析的过程中, 要对各种导致DC下降的异常地段进行排除, 实现DC指数变化趋势线的建立。在进行泥页岩样品的挑选过程中, 要实现密度测定, 对井深-密度变化趋势图进行绘制。通过测井曲线分析高压层的方法能准确的预测高压层, 同时能确定高压层深度, 现场可操作性强。

摘要：在钻井安全施工方面, 对异常高压层进行正确的预测有着非常重要的意义。在对异常高压层进行预测的过程中, 常用的方法包括DC指数法、钻时岩屑法与泥页岩密度法、测井曲线分析法等。本文对异常高压层出现的原因及岩性分析和测井曲线分析两种预测方法的应用进行了分析, 为现场钻井安全施工提供借鉴。

关键词：异常高压,DC指数法,钻时岩屑法,泥页岩密度法,测井曲线分析法