星海油田二区沙河街组异常地层孔隙压力计算

埕海油田二区构造复杂，断层发育，其东营组以上地层属于正常压力系统，而沙河街组压力系数大于1．20为异常高压层。本文从等效深度法的基本原理出发，讨论了基于测井资料的砂泥岩地层正常压实趋势线的构建问题，并利用声波时差值建立了工区地层正常压实趋势线及方程，由此预测了沙河街组的地层孔隙压力，其预测值与实测值误差较小，与实钻显示情况吻合。结果表明，只要建立合理的正常压实趋势线方程，采用等效深度法可以较好地解决沙河街组异常地层孔隙压力的预测问题。     

川西深井地层压实趋势线的测井研究

地质勘探初期,在尚未取得原始地层压力实测资料之前,可以通过绘制地层压实趋势线辅助预测孔隙压力。其中建立工区地层的正常压实趋势线(方程)的关键是选取能反映地层压力实际情况的测井数据。川西地区须家河地层埋藏较深,对于该区深井砂泥岩地层压力的预测可采用等效深度法和Eaton法。利用等效深度法与Eaton法分别预测该工区的地层孔隙压力,结果表明,在该区运用等效深度法要优于Eaton法。     

碳酸盐岩地层孔隙压力预测方法研究

准确预测地层孔隙压力是防止井壁失稳、实现科学钻井的必要条件。针对碳酸盐岩地层孔隙压力预测相对较难这一问题，从等效深度法计算地层孔隙压力的关键技术入手，重点讨论了在碳酸盐岩剖面中利用视泥岩地层的测井数据构建正常压实趋势线的问题，给出了如何对此正常压实趋势线进行修正并得到研究区域的正常压实趋势线的方法。利用所构建的正常压实趋势方程对川东飞仙关组多口井的碳酸盐岩剖面裂缝-孔隙型储层的地层孔隙压力进行测井预测的结果表明，该方法对于预测碳酸盐岩剖面地层孔隙压力同样具有一定的实用性，而且预测精度较高，效果良好。     

利用测井资料建立新区地层压力剖面指导邻井平衡钻井

测井资料中利用声波时差检测地层孔隙压力具有代表性和普遍性。正常压实地层中,泥岩声波时差与埋深在对数坐标上呈线性关系（正常压实趋势线）,可以利用声波时差偏离程度来预测异常高压,利用等效深度法来定量计算异常压力。区域钻探中,利用声波资料计算孔隙压力,建立新区压力剖面,根据地震资料层位的追踪对邻井压力剖面进行预测,可有效指导井身结构和钻井液分段性能的设计。     

运用测井资料预测川西地区地层压力研究

川西地区地层压力分布特征复杂,长期以来由于地层压力预测不准,在钻井过程中常出现井涌、井喷、压差卡钻等工程问题。为减少工程复杂问题,准确预测地层压力是至关重要的。为此,根据川西地区实测资料,运用等效深度法,利用常规测井资料进行地层孔隙压力预测研究发现：利用密度和声波测井资料预测地层压力精度可以达到10％以上,中子和电阻率测井预测精度较低,自然电位由于无法建立正常压实趋势线无法进行预测。因此,在钻井设计中可以用密度或声波测井资料进行地层孔隙压力预测。     

论等效深度法预测地层压力存在的问题

等效深度法是一种基于泥页岩欠压实理论预测地层压力的方法,认为同一口井中声波速度或体积密度相等的岩石有效应力相等,由泥页岩正常压实趋势线与地层声波时差或速度偏离来判断地层是否超压,并且根据偏离程度估算地层压力。在石油勘探开发实践中,等效深度法预测地层压力存在疑问和不确定性。从石油地质学和岩石物理学的角度剖析等效深度法预测地层压力的理论依据,认为等效深度法预测地层压力受地层岩性的影响,并且指出了等效深度法预测地层压力的不确定因素和适用条件,为声波速度和地震波速度预测地层压力提供进一步的理论依据。     

测井资料检测地层孔隙压力传统方法讨论

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。     

孔隙压力预测方法在油气田开发中的应用

准确预测孔隙压力有助于评价盖层的有效性，减少井下复杂事故，实现优质、高效、安全钻井并有效保护油气层。为此，提出了预测孔隙压力的基本原理和依赖于正常压实趋势线而建立的两种预测孔隙压力的方法：即等效深度法和伊顿法，同时提出了预测孔隙压力的步骤，编制了程序，并应用此程序对某油气田几口井的孔隙压力进行了预测；在此基础上对两种预测方法的计算结果进行了对比分析，总结了在预测孔隙压力时应着重注意的问题，并提出了改进措施。     

基于VSP资料的地层压力预测

讨论了复杂地质条件下利用VSP（垂直地震剖面）资料预测地层压力的原理和方法。该方法主要利用VSP资料下行波的初至时间,直接测量出地震波在垂直方向上的旅行时和速度随深度的变化,进而计算出地层层速度;然后基于等效应力原理和地层压实平衡原理建立地层正常压实趋势线,最后采用等效深度法预测出地层压力。对塔里木油田群库恰克构造带群4井、群5井和群6井的VSP资料进行了分析,采用直线法求得每口井的地层层速度,利用等效深度法对3口井进行地层压力预测。预测结果表明利用VSP资料来预测地层压力精度高、误差低,对研究该领域或该区块地层压力具有重要的指导意义。     

基于有效应力法的碳酸盐岩地层孔隙压力测井计算

利用测井资料预测地层压力是一条比较有效的途径。目前,砂泥岩剖面地层压力的预测技术比较成熟,而碳酸盐岩剖面的地层压力预测仍存在一定问题。针对碳酸盐岩地层孔隙压力预测相对较难这一问题,基于碳酸盐岩地层沉积压实机理,提出了利用有效应力法预测地层压力的方法,并重点讨论了模型中的横波时差和岩石泊松比的测井求取方法。利用该法对川东地区LJZ构造LJ5井等井的碳酸盐岩井段的测井资料进行了地层压力预测处理,获得了比较满意的效果。应用表明,该法从测井信息中提取的碳酸盐岩地层压力是可靠的,精度高、实用性强,且避免了在碳酸盐岩剖面中采用等效深度法预测地层压力时需要寻找纯泥岩层来构建正常压实趋势方程的难题。其结果可以用于碳酸盐岩井段三个地层压力剖面的建立和钻井液密度的设计。     

基于随钻测井资料的地层孔隙压力预测方法研究

以往针对直井的地层孔隙压力的计算方法在大位移井、水平井和分支井中由于井斜和井水平的特殊性及复杂性会产生较大误差.等效深度法等传统方法大多是针对砂泥岩地层建立的模型,对碳酸盐岩地层不大适用.利用随钻测量(MWD)资料和随钻测井(LWD)资料,研究把斜深校正成垂深,计算出与垂深相对应的测井值及上覆地层压力,综合考虑地层岩性、孔隙度、孔隙流体类型等因素的影响,采用层速度-有效应力法建立适用于斜井段和水平井段的地层孔隙压力计算模型,实现基于随钻测井资料的地层孔隙压力预测,避免了传统方法因建立泥岩正常压实趋势线所带来的误差.将该方法应用于实际随钻地层孔隙压力预测中,处理结果与实测结果符合率高,可靠性好.随钻测井资料预测孔隙压力具有实时性,对于提高钻速、防止井喷井漏等恶性事故有非常重要的现实意义.     

等效深度法并不等效

利用岩石力学理论研究了岩石的变形机制问题。岩石的孔隙度是骨架颗粒排列方式和粒度分布的函数,与粒度大小无关。岩石孔隙度变化曲线可以分成压实阶段和压缩阶段。压实阶段的孔隙度变化与应力有关,压缩阶段的孔隙度基本为常数,与应力无关。石油地质学一直把压缩阶段称作欠压实阶段,把孔隙度不再减小认为是孔隙憋压所致,并用等效深度法计算了地层压力的大小。实际上等效深度法并不等效,该方法把孔隙度视为地层压力的函数是缺乏理论根据的。用等效深度法计算得到的压缩阶段地 层皆为异常高压的认识也是不符合实际的,用等效深度法预测地层压力没有任何的实际意义,会误导相关内容的研究。     

地层异常压力的定量评价方法

地层异常压力是油气勘探中重要的研究课题。文中介绍了地层异常压力定量评价的3种方法——当量深度法、比率法和伊顿法。当地层压力较低时（压力系数小于1.4)，伊顿法和比率法的结果较为准确；当地层压力较高时（压力系数大于1.4)，适合用当量深度法。这3种方法都是建立在正常的压实曲线之上的，使用中应合理地选择压实参数，建立其正常的压实曲线。     

深水盆地高温高压环境下的地层压力预测方法

目前,应用于南海琼东南盆地深水高温高压地区地层压力预测的方法主要为测井法、经验公式法、地震法等,由于其局限性及该区勘探对象的复杂性,致使应用效果不佳。为了提高该区地层压力预测的精度,在分析常规经验公式法原理和考虑区域压实背景多样性的基础上,结合已有的钻井资料,建立了不同区域、不同构造的正常压实速度趋势线,拟合速度与深度的关系,计算孔隙压力,形成了新的常规经验公式法(以下简称新方法);在Stephen公式的基础上,通过引入地层抗张强度、分段选择泊松比取值,计算了地层破裂压力。研究结果表明:(1)所建立的正常压实速度趋势线不需要对目标区内的岩性做出判断,可直接对目标区地层正常压实范围内的压实速度进行拟合;(2)当达到一定的地层深度后,纵波、横波速度比和泊松比基本上不受深度的影响,泊松比的这一特性可被用于分段计算破裂压力;(3)新方法预测的地层压力系数绝对误差小于0.07、相对误差小于5%。结论认为,基于新方法开发的压力预测平台可用于南海相关深水盆地高温高压环境下的地层压力预测,预测结果误差范围小、精度高,满足了设计要求、提高了工作效率,具有良好的应用前景。     

平衡深度法恢复鄂尔多斯盆地延长组过剩压力探讨

借鉴延长组长7段泥岩孔隙微观结构研究成果,应用核磁共振测井孔隙结构评价技术,结合岩相学观察,对欠压实段泥岩孔隙微观结构和孔隙度特征进行分析,探讨平衡深度法恢复鄂尔多斯盆地延长组地层异常压力的适用性。结果表明:核磁共振孔隙结构评价、孔隙结构观察及定量分析、孔隙度实测均不支持延长组长7欠压实段泥岩存在异常高原生粒间孔或孔隙度,其声波时差偏离正常压实趋势曲线,不能反映该段存在异常高原生粒间孔或孔隙度,平衡深度法计算最大埋深期异常压力不适用。     

惠民凹陷临南洼陷古近系沙河街组超压成因机制及分布预测

渤海湾盆地惠民凹陷临南洼陷古近系沙河街组油气勘探过程中钻遇不同规模的异常高压,超压成因的不确定性限制了压力预测的可靠性。利用临南洼陷丰富的钻杆测试（DST）压力数据、泥浆密度和测井资料,细致分析了渗透性砂岩流体压力发育特征和超压段泥岩测井响应,依据常压和超压段声波速度、密度测井数据建立判识超压成因的有效应力-测井响应图版,综合讨论了沙河街组超压的成因机制,并预测了异常高压的空间分布。研究发现,临南洼陷沙河街组砂岩储层超压主要发育在3 000 m以深的沙三段（Es³）和沙四段（Es⁴）,最高过剩压力分别为23.82 MPa和14.04 MPa;超压段泥岩测井响应表现为偏离正常压实趋势的异常高声波时差、低密度和高中子孔隙度,具有典型的欠压实特征。沙河街组储层超压最主要的成因是相邻泥岩机械压实不平衡作用形成超压的传递,表现为大多数的超压数据均符合加载曲线趋势,只有深洼陷区（埋深为4 000~4 300 m）的超压呈现出卸载特征,可能存在由于富有机质泥岩深埋达到较高成熟度（R_o为0.90%~1.05%）引起的生烃增压贡献。利用平衡深度法计算的流体压力与DST压力数据吻合度高,印证了沙河街组超压主要来自泥岩不均衡压实作用的认识,沙三段过剩压力呈现围绕着洼陷中心呈环状分布,向周围的斜坡区和隆起带逐渐减小为常压。研究成果可以为临南洼陷钻前压力评估提供有价值的指导和借鉴。