论文部分内容阅读
摘 要：地层压力监测工作是录井工作的重要组成部分，是保护油气层，保证钻井安全，实施科学钻井的重要手段。到目前为止，多数油田已普遍推广了dc指数法压力监测，均获得了较好的经济效果，地層压力由于其形成机理和影响因素很多，国内外的研究一直未找到一种理想的方法，能够准确地对其进行预测和监测。传统的压力预测方法主要是基于理论上的，而在实际钻井过程中的符合程度很差。现在综合录井仪上所用的压力预测方法一般都是Dc指数和Sigma法。
关键词：异常地层压力 dc指数 监测 地质录井 趋势线
一、异常地层压力成因及危害
地层压力分为异常高压、正常压力和异常低压三种压力状态。陆上和海上石油勘探的实践中，普遍存在异常高压地层，尤其是钻遇到的高压地层比低压地层更为多见，异常地层压力可能比静水压力高或低，但是在石油和天然气勘探开发中，最引人关注的是地层的异常高压。有很多地质过程过程影响地层压力的形成，大多数的异常压力可能是由下列诸多因素的综合作用引起的：压力封闭层、地质压实作用、大地构造效应、成岩作用、温度效应、流体密度效应、流体运移效应等。
二、地层压力DC指数监测方法介绍
dc指数法对砂泥岩剖面最为有效，dc指数是最常用的地层压力检测方法。在实际应用过程中，钻井参数的选择对dc指数法的应用有较大的影响，如钻头类型、钻头直径、水眼尺寸、钻头磨损、钻压、转速、钻井液类型、钻井液密度、钻井液粘度、泵压、泵速、固相含量，颗粒大小及在钻井液中的分布等等因素，因此，我们在使用dc指数法进行地层压力预测时，应当对此加以考虑。 钻井，石油dc指数法所需动态数据主要有钻速、大钩载荷（钻压）、转盘转速、入口钻井液密度。下面首先介绍dc指数法的计算方法：
表达式：
dc=d（rn/ rm）
rn-地层水密度 g/cm3
rm-钻井液密度 g/cm3
d表达式：
d= log（R/18.2882N）/ log（W/1.48816D） ）
或 d=log（0.0547R/N） /log（0.673W/D）
=log（3.282L/NT） /log（0.676W/D）
中 R-钻速（m/h） W-钻压（t）
L-进尺（m） N-转速（r/min）
D-钻头直经（mm）T-钻时（min）
根据计算出的每米dc指数值，选取一段连续正常沉积的泥岩进行趋势线回归，求出正常压力趋势线的斜率和截距。按照压实规律，Dc与深度呈指数关系
dc=a* ebH
对上式取对数 In dc = bH+In a
式中 H-井深 b-斜率 a-截距
地层压力及压力梯度的计算：
计算地层压力的方法主要有以下三种：
1.诺玛纳（Normana）
Gf=Gw* dcn/dc
2.等效应力（Equivalent Strexss）
Gf=Go* He/Ho（Go-Gw）
3.伊顿（Eaton）
Gf= Go-[（Go -Gw ）*（dc/dcn）]
式中
Gf -地层压力梯度Gw - 静水压力梯度 Go -上覆地层压力梯度
He-等效深度（m）（实际dc值dc趋势线上垂直投影点井深）
dcn-正常趋势线上的dc指数值
通过以上方法，我们便可以计算出地层压力，通常情况下，地层压力为正常压力，其压力梯度与静水压力压力梯度相当，为1Mp/100m，而当出现异常压力时，DC指数便开始偏离正常趋势线，当为异常低压时，DC指数要高于正常趋势线，当出现异常高压时，则DC指数要低于正常趋势线，随异常压力幅度的不同，其偏离正常趋势线的幅度也不同，地层压力的异常幅度越大，则偏离得越多。
三、dc指数法的注意事项
A、 dc指数是校正的d指数。利用dc指数监测地层压力最关键的是趋势线的选取。
B 、为了选取正确的趋势线，通常在钻前要分析邻井、区域的实测压力资料（测试资料）大体确定本井的压力范围。
如图 樊175地层压力软件监测图，dc趋势线的选取
C、在实际监测中，不能局限于dc指数或sigma指数方法，要结合泥岩密度、钻时、背景气、后效气和接单根气的变化及地温的突变等进行综合具体分析。
D、 LOT测试（地层漏失测试）是一项钻井不得不做的技术，该测试可以提供最大允许的钻井液密度。
E、确定密度范围后，按照标准，油层附加0.05-0.10，气层附加0.07-0.15进行适当的密度附加值，以达到不喷不漏的目的。
四、dc指数压力监测的应用及校正
我们在进行了地层压力监测后，还可根据气测曲线的形态和特征对结果进行校正，以获得准确的地层压力，为井队提供正确的钻井液密度使用建议。
根据气测显示进行井下压力平衡的动态监测主要有以下三个方面：
A、利用地层压力监测确定地层压力梯度大小，提供初步钻井液密度使用范围；
B、根据实时录井过程中气测显示和后效显示情况，判断钻井液密度是否合理。如果实时录井过程中，气测录井有明显的单根气，二次循环气或每次提下钻后有明显的后效显示，则表明现在使用的钻井液密度较合理；如果单根气或后效显示不明显，则需要降低密度（表4）。由于密度对气测显示的影响十分明显，调整幅度不宜过大，以0.02的幅度向下调整，直到出现明显的气测单根气或后效显示；
C、测背景值较高也会影响油气水的识别，这种情况下可以适当提高密度（提高幅度0.02），以控制已钻过的油气层，为下部新钻油气层提供良好的判别环境。同时，适当提高钻井液密度，可以增加井下的安全系数，加快钻井施工进程。
五、结束语
随钻地层压力监测方法有多种，但是在现场主要用的是dc指数法利用Dc指数进行现场地层压力的监测就成为了最主要的手段。而利用Dc指数进行地层压力监测的核心技术环节是准确地确定正常压力趋势线，由于在每口井开钻前都缺少该项参数，就使得Dc指数的压力监测缺乏可靠性。因此，将根据地震资料或邻井资料所作的地层压力预测对于正常压力趋势线的确定就显得非常重要。
参考文献
[1]费特尔.W.H.异常地层压力[M]。北京：石油工业出版社，1982.1-26.
[2]张殿强 李联玮 《地质录井方法与技术》北京：石油工业出版社，2001.9.
作者简介：倪红1980，6，12，2003年毕业于江汉石油学院电子与信息工程系，中级工程师，现为中石化胜利石油工程有限公司录井二分公司录井小队长。
关键词：异常地层压力 dc指数 监测 地质录井 趋势线
一、异常地层压力成因及危害
地层压力分为异常高压、正常压力和异常低压三种压力状态。陆上和海上石油勘探的实践中，普遍存在异常高压地层，尤其是钻遇到的高压地层比低压地层更为多见，异常地层压力可能比静水压力高或低，但是在石油和天然气勘探开发中，最引人关注的是地层的异常高压。有很多地质过程过程影响地层压力的形成，大多数的异常压力可能是由下列诸多因素的综合作用引起的：压力封闭层、地质压实作用、大地构造效应、成岩作用、温度效应、流体密度效应、流体运移效应等。
二、地层压力DC指数监测方法介绍
dc指数法对砂泥岩剖面最为有效，dc指数是最常用的地层压力检测方法。在实际应用过程中，钻井参数的选择对dc指数法的应用有较大的影响，如钻头类型、钻头直径、水眼尺寸、钻头磨损、钻压、转速、钻井液类型、钻井液密度、钻井液粘度、泵压、泵速、固相含量，颗粒大小及在钻井液中的分布等等因素，因此，我们在使用dc指数法进行地层压力预测时，应当对此加以考虑。 钻井，石油dc指数法所需动态数据主要有钻速、大钩载荷（钻压）、转盘转速、入口钻井液密度。下面首先介绍dc指数法的计算方法：
表达式：
dc=d（rn/ rm）
rn-地层水密度 g/cm3
rm-钻井液密度 g/cm3
d表达式：
d= log（R/18.2882N）/ log（W/1.48816D） ）
或 d=log（0.0547R/N） /log（0.673W/D）
=log（3.282L/NT） /log（0.676W/D）
中 R-钻速（m/h） W-钻压（t）
L-进尺（m） N-转速（r/min）
D-钻头直经（mm）T-钻时（min）
根据计算出的每米dc指数值，选取一段连续正常沉积的泥岩进行趋势线回归，求出正常压力趋势线的斜率和截距。按照压实规律，Dc与深度呈指数关系
dc=a* ebH
对上式取对数 In dc = bH+In a
式中 H-井深 b-斜率 a-截距
地层压力及压力梯度的计算：
计算地层压力的方法主要有以下三种：
1.诺玛纳（Normana）
Gf=Gw* dcn/dc
2.等效应力（Equivalent Strexss）
Gf=Go* He/Ho（Go-Gw）
3.伊顿（Eaton）
Gf= Go-[（Go -Gw ）*（dc/dcn）]
式中
Gf -地层压力梯度Gw - 静水压力梯度 Go -上覆地层压力梯度
He-等效深度（m）（实际dc值dc趋势线上垂直投影点井深）
dcn-正常趋势线上的dc指数值
通过以上方法，我们便可以计算出地层压力，通常情况下，地层压力为正常压力，其压力梯度与静水压力压力梯度相当，为1Mp/100m，而当出现异常压力时，DC指数便开始偏离正常趋势线，当为异常低压时，DC指数要高于正常趋势线，当出现异常高压时，则DC指数要低于正常趋势线，随异常压力幅度的不同，其偏离正常趋势线的幅度也不同，地层压力的异常幅度越大，则偏离得越多。
三、dc指数法的注意事项
A、 dc指数是校正的d指数。利用dc指数监测地层压力最关键的是趋势线的选取。
B 、为了选取正确的趋势线，通常在钻前要分析邻井、区域的实测压力资料（测试资料）大体确定本井的压力范围。
如图 樊175地层压力软件监测图，dc趋势线的选取
C、在实际监测中，不能局限于dc指数或sigma指数方法，要结合泥岩密度、钻时、背景气、后效气和接单根气的变化及地温的突变等进行综合具体分析。
D、 LOT测试（地层漏失测试）是一项钻井不得不做的技术，该测试可以提供最大允许的钻井液密度。
E、确定密度范围后，按照标准，油层附加0.05-0.10，气层附加0.07-0.15进行适当的密度附加值，以达到不喷不漏的目的。
四、dc指数压力监测的应用及校正
我们在进行了地层压力监测后，还可根据气测曲线的形态和特征对结果进行校正，以获得准确的地层压力，为井队提供正确的钻井液密度使用建议。
根据气测显示进行井下压力平衡的动态监测主要有以下三个方面：
A、利用地层压力监测确定地层压力梯度大小，提供初步钻井液密度使用范围；
B、根据实时录井过程中气测显示和后效显示情况，判断钻井液密度是否合理。如果实时录井过程中，气测录井有明显的单根气，二次循环气或每次提下钻后有明显的后效显示，则表明现在使用的钻井液密度较合理；如果单根气或后效显示不明显，则需要降低密度（表4）。由于密度对气测显示的影响十分明显，调整幅度不宜过大，以0.02的幅度向下调整，直到出现明显的气测单根气或后效显示；
C、测背景值较高也会影响油气水的识别，这种情况下可以适当提高密度（提高幅度0.02），以控制已钻过的油气层，为下部新钻油气层提供良好的判别环境。同时，适当提高钻井液密度，可以增加井下的安全系数，加快钻井施工进程。
五、结束语
随钻地层压力监测方法有多种，但是在现场主要用的是dc指数法利用Dc指数进行现场地层压力的监测就成为了最主要的手段。而利用Dc指数进行地层压力监测的核心技术环节是准确地确定正常压力趋势线，由于在每口井开钻前都缺少该项参数，就使得Dc指数的压力监测缺乏可靠性。因此，将根据地震资料或邻井资料所作的地层压力预测对于正常压力趋势线的确定就显得非常重要。
参考文献
[1]费特尔.W.H.异常地层压力[M]。北京：石油工业出版社，1982.1-26.
[2]张殿强 李联玮 《地质录井方法与技术》北京：石油工业出版社，2001.9.
作者简介：倪红1980，6，12，2003年毕业于江汉石油学院电子与信息工程系，中级工程师，现为中石化胜利石油工程有限公司录井二分公司录井小队长。