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塔中地区碳酸盐岩地层压力监测应用研究

更新时间:2016-07-05

塔中地区顺南区块目的层埋藏深,属于碳酸盐岩地层,具有孔隙度大,钻井过程中易发生漏失等特点,常用的地层压力计算方法不准确,影响钻井工程进度。Eaton法、Dc指数法等进行计算地层压力都难以对钻井工程进行有效的指导与支持,所以有必要对此区块的地层压力计算方法进行研究、分析。

以往研究表明,碳酸盐岩属于化学沉积岩,成岩作用复杂,表现出明显的非均质性和各向性[1-4]

碳酸盐岩异常地层压力成因不同于碎屑沉积岩的欠压实机制,其纵波速度-孔隙度关系分散,传统压力预测方法基于欠压实理论[5],采用常规方法进行碳酸盐岩地层压力预测具有很大的不确定性。而Sigma录井法是AGIP公司的Bellotti和法国地质服务公司的Gerard于1976年提出来的一种监测异常地层压力的方法[6],它不但适用于以泥页岩为主的地层,而且也适用于岩性复杂的地层[7]

本文基于Sigma录井原理,通过顺南区块实钻情况压耗大、钻速快特征,结合孔隙度对Sigma指数的影响等,修正了Sigma监测模型,使之适用于顺南区块的地层压力监测。

1 Sigma录井监测碳酸盐岩地层压力模型

1.1 Sigma指数法

已有研究表明,岩石的抗钻强度可由2个方程表示[8]

(1)

(2)

式中:为岩石抗钻强度,即Sigma指数; H为井深,m;Db为钻头直径,mm;W为钻压,T;N为转速,r/min;R为机械钻速,m/h。

在正常地层压实条件下,通常采用回归法建立正常趋势线[9]

(3)

式中:为Sigma曲线的正常趋势;a为正常趋势线斜率;b为正常趋势线截距,即当深度等于零时的值。

进而利用Sigma指数正常趋势线与计算得到的值比较,可以计算地层孔隙压力当量密度,即

此时并不能正确反映异常地层压力地层,邓兴德等对指数做了以下校正[10]

1)深度校正

.

(4)

2)岩石总强度校正

1.3 统计学方法 计量资料均使用±s)表示。实验组和对照组之间的比较采用两独立Student’s t-test和多组间比较采用ANOVA。统计分析使用R语言完成。

[(0.1W)0.5T0.25N0.25]/(0.393 7Db)

(5)

3)岩屑对岩石强度的影响校正

.75,说明有岩石重复切削现象;n=(4-0.75/反之,无重复切削<0.75,n=3.25/

钻速和钻压的大小对岩石强度有影响,现场录井资料表明,在顺南区域的碳酸盐岩目的层经常出现高钻速的情况,已有学者对高钻速下的Sigma录井岩石强度进行了修正[11]

F=1+1/(10S0.2)+(1+103.98n2Δp2)0.5-1/(10.197nΔp)

(6)

式中:T为钻时,h;ρm为钻井液密度,g/cm3S为钻头的进尺数,m;ρp为正常地层孔隙压力当量密度,g/cm3。Δp为钻井液柱静水压力与地层孔隙压力之间的压差,关系式为

Δ

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(7)

式中:ρn为正常地层压力梯度,g·cm-3;Δp的单位为105Pa。

但是此方法对塔中地区顺南区块的碳酸盐岩目的层压力监测并不精确,需要进行修正,以得出适应于顺南区块的地层压力监测方法。

1.2 适应于顺南区块的Sigma指数计算方法修正

本文依据碳酸盐岩层的PDC钻头钻井参数所表征的地层的岩石强度变化情况与地层压力之间的相互影响的规律,提出一种修正的Sigma指数修正模型,其计算模式如下。

上述方法是按照牙轮钻头为标准建立的监测地层压力模式,而在塔中地区目的层,目的层一般用PDC钻头进行钻进,存在高钻速、高压耗的情况,进行地层压力监测时,其计算值与实际值误差很大,同时其岩石强度曲线也会发生偏移。

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式中:Ka为环空压耗系数;Q为泵的排量,L/min。

从而得到考虑对岩石强度的影响系数

由于式(7)中压差Δp为正常地层压力梯度与净水压力梯度的差值,如果用其计算得出的结果并不准确,所以对压差Δp进行修正,为加入影响系数后修正的岩石强度,依据式(6),通过经验计算可知,,Δpn关系为

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,高钻压,低钻速,n=(4-0.75/≤1,低钻压,高钻速,n=3.25/

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2)高循环压耗对岩石强度的影响

来谕极见善疑,然以他人言之,似不必,疑於吾辈,则又过疑矣。夫所谓饮酒茹荤与不能纯一警惕者,是今之常也,斩关而责穿窬,兄亦误矣。若吾辈则应期所谓滥醉犹可祀天地者也,而况于实未尝饮乎?然所谓作官与此相似者,则深為有理,似亦不必质于蒙而后解疑也。草草奉答,辞涉于戏,请勿多疑。(《中峰集》卷六)

在顺南地区碳酸盐岩目的层钻进时,产生了较高的循环压耗,与上部常规岩层有很大的区别。依据岩石破碎能量规律[12],钻进时钻头的动能和射流冲击能量将转化成能量破碎岩石以及维持原有钻具动能同时存在部分能量的耗散。所以,岩石的破碎能量与钻井压耗和泵的排量有关系。Sigma录井法需要校正岩石强度,依据岩石破碎能量规律,钻头的动能以及排量和水力能量与岩石强度有关,具体表现为环空压耗和泵排量与之有关,结合已有研究[13],其关系可表示为

(8)

1)高钻速对岩石强度的影响

3)计算结果修正

获取臀部的轨迹要先对不同时刻的θ1、θ2进行测量.而测量θ1、θ2的角度可以依靠传感器或者依靠图像分析的方法.

Δ

(9)

/,则

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Δ

(10)

代入式(7)即可得到地层压力当量密度。

2 塔中地区实例井计算对比分析

2.1 实例井数据

顺南某井位于顺南区块中部,附近有五口已钻探井,此井在五开时钻井过程中钻遇高压层,6 700m左右钻到碳酸岩层,有气测显示,同时加大钻井液密度至2.0~2.2g·cm-3之间,但是发生漏失现象。在井深7 500m处开始,循环压耗增加,钻速增快迅速,此时钻井液密度达到2.2g·cm-3。为了进一步监测地层孔隙压力,确定准确的钻井液安全密度窗口,对其录井参数进行提取,如图1所示。

图1 顺南某井Sigma录井数据提取

2.2 计算结果

经过试算,结果与实钻情况差距过大,通过研究分析,运用本文方法进行地层压力计算,得到整个井段的地层压力监测数据,如图2所示。

图2 顺南某井修正Sigma法监测地层压力结果

由图2可以看出,地层压力计算结果与实钻情况吻合度较高。6 700m之前地层压力变化并没有异常;在6 700m后,达到目的层位,Sigma指数增大,地层压力增加,此时总烃显示变大,温差也发生改变;但在7 200~7 500m高压更加明显,地层压力当量密度达到2.0g·cm-3左右,同时在此层位中,温度差变化较大,总烃显示有变小趋势,电阻率基本不变,孔隙度此时变化也不大,但是随钻显示漏失量变大,说明钻遇碳酸盐岩层位,地质构造复杂化,7 500m后地层压力还有升高趋势,此时应加大钻井液密度。

2.3 对比分析

为了验证本文方法的准确性,将本文计算结果与Dc指数法进行比较,如图3、图4所示。

图3 修正Sigma指数法与Dc指数法地层压力计算结果对比

图4 修正Sigma指数法与Dc指数法地层压力监测结果误差对比

从图3中可以看出,在7 000m以上地层中,Dc指数法计算结果偏小,在6 000~6 500m井深处与修正Sigma指数法结果相差不大,原因是在5 000m以下地层钻头使用的是PDC钻头。在7 000m以下可以看出,当钻到碳酸盐岩层位时,本文的修正Sigma指数计算结果与实钻钻井液密度更为接近。统计结果如图4所示,经过计算,使用修正Sigma方法后,整个目的层井段的地层孔隙压力计算精度平均提升了19%,说明本文方法可以对此区域进行地层压力监测应用。

3 结 论

根据塔中地区顺南区块的实钻情况,对高钻速下的岩石强度进行了修正,并且依据岩石破碎能量规律对高压耗下的岩石强度进行了修正,最后对异常压力下的岩石强度影响系数进行了修正,建立了适用于塔中地区碳酸盐岩地层压力Sigma录井指数法计算模型,并且根据顺南某井的计算结果对其进行了分析与对比。结果表明:修正Sigma指数法适应于塔中地区顺南区块的碳酸盐岩地层压力计算,与Dc指数法相比,计算精度平均可提升19%;钻井过程中的高钻速影响岩石的抗钻强度,对Sigma指数计算结果有影响;循环压耗的精确确定影响顺南区块碳酸盐岩地层压力监测结果,特别是目的层位的地层计算;碳酸盐岩地层压力确定是钻井工程设计的难点,此研究只是对其进行了部分探索,后续的应该关注孔隙结构等因素对地层压力造成的影响。

参考文献:

[1] ATASHBARI V, TINGAY M R. Pore pressure prediction in carbonate reservoirs[C].Mexico City: Society of Petroleum Engineers, 2012.

[2]王子振, 王瑞和, 单珣, 等. 常规方法预测碳酸盐岩地层压力的偏差分析[J]. 中国石油大学学报(自然科学版), 2014, 38(5): 96-101.

[3]EBERLI G P, BAECHLE G T, ANSELMETTI F S, et al. Factors controlling elastic properties in carbonate sediments and rocks[J]. The Leading Edge, 2003, 22(7): 654-660.

[4]刘常红, 陈志海. 塔河碳酸盐岩油藏产量递减特征与影响因素分析[J]. 特种油气藏, 2010, 17(6): 72-74.

[5]樊洪海. 测井资料检测地层孔隙压力传统方法讨论[J].石油勘探与开发,2003,30(4):72-74.

[6]MAZZONI R, WAHDAN T, BASSEM A, et al. Real-time pore and fracture pressure prediction with FEWD in the Nile Delta[C].Amsterdam: Society of Petroleum Engineers, 1997.

[7]王志战, 秦黎明, 李启波, 等. 碳酸盐岩地层异常压力随钻监测关键问题探讨——以川东北飞仙关组和长兴组地层为例[J]. 石油钻探技术, 2014, 42(1): 14-19.

[8]GYLLENSTEN A, AL-ARFI S, AL-HAMMADI M, et al. Advances in LWD sigma measurements and application to real-time formation evaluation in carbonate reservoirs[C]. Houston: Society of Petrophysicists and Well-Log Analysts, 2009.

[9]邓兴德, 潘卫国, 陈榕, 等. 用修正的西格玛法预测使用 PDC 钻头时的地层压力[J]. 钻采工艺, 1995, 18(2): 19-23.

[10]吴建忠, 王波, 李强, 等. 随钻地层压力监测技术在川西地区的应用[J]. 石油地质与工程, 2009 (4): 82-84.

[11]朱礼平, 王希勇, 严焱诚. 川西地区地层压力随钻监测方法应用[J]. 天然气技术, 2009, 3(2): 37-39.

[12]闫铁, 李玮, 毕雪亮,等. 旋转钻井中岩石破碎能耗的分形分析[J]. 岩石力学与工程学报, 2008, 27(S2):3649-3654.

[13]李玮, 闫铁, 毕雪亮, 等. 实钻条件下破碎能耗的分形评价方法[J]. 中国石油大学学报(自然科学版), 2010, 34(6): 76-79.

邓嵩,夏一程,赵虹宇,刘成,窦祥骥,曹文科
《常州大学学报(自然科学版)》2018年第3期文献

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