[发明专利]地层孔隙压力的确定方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及石油、天然气钻井技术领域，特别涉及一种地层孔隙压力的确定方法及装置。

背景技术

地层孔隙压力指地层孔隙内的油、气、水的压力，与地层所在深度有关，一般表现为地层与地表连通的静液柱压力。此外，地层孔隙压力还与构造的封闭条件有关，穹窿构造的顶部受上覆表层压力的影响，可以形成异常高压地层。地层孔隙压力对于石油工程来说是一项重要的工程地质参数，与油气资源的钻探和开发都有着密切关系。地层孔隙压力是确定合理钻井液密度的基础依据，而钻井液密度直接影响了钻井工程安全和效率，是实现平衡钻井和欠平衡钻井的关键参数。所以对地层孔隙压力进行准确的计算和分析有助于优化钻井设计、保证钻井安全、提高钻井效率。

目前地层孔隙压力的测量评价方法可根据钻井过程的先后顺序分为三类：钻前预测、随钻测量、钻后检测。其中，钻前预测主要是通过地震资料来预测地层孔隙压力，但一般精度较低，无法真实的反映地层孔隙压力信息；钻后检测是利用测井资料来检测地层孔隙压力，钻后检测精确度较高，是目前最准确的孔隙压力评价方法，但钻后检测属于事后检测无法对正在实时进行的钻井工程提供施工指导；随钻测量是利用钻井过程中采集的录井资料和随钻测井资料实时检测地层孔隙压力变化，相比于钻前预测和钻后检测，其优势是能够及时发现地层孔隙压力变化，并指导调整修改钻井液密度和井身结构设计，因此是地层孔隙压力确定技术的主要发展趋势。

目前常用的地层孔隙压力随钻检测方法主要有d_c指数法、泥页岩密度法、标准钻速法、岩石强度法等。其中又以d_c指数法应用的最为广泛，d_c指数法是一种形式的标准化钻速法，其特点是使用方便，能及时提供压力资料，同时可以保证一定的精度。其原理是利用泥页岩压实规律及井底压差对机械钻速的影响来计算地层孔隙压力。具体方法如下：首先将采集到的数据(每米井深的钻压、转速、钻时、泥浆比重、钻头直径、正常地层压力当量泥浆比重)代入式(1)中，根据一口井的正常压力地层的dc指数数据，建立指数正常趋势线。

dc=log(3.282N×T)log(0.0684×WD)×ρnρm---(1)]]>

其中，N为转速，r/m；T为钻时，min/m；W为钻压，KN；D为钻头直井，mm；ρ_n为正常地层孔隙压力梯度等效密度，g/cm³；ρ_m为钻井液密度，g/cm³。

建立正常趋势线后，求得相应井深的d_c值，将其与实际计算的d_c值相比较，并运用相应的地层孔隙压力计算模型(例如，对数法、等效深度法、反算法、伊顿法)，来定量地计算出地层孔隙压力的大小。

虽然d_c指数法应用广泛，但仍然存在着局限性。d_c指数法在推到过程中假设钻井条件和岩性不变，同时也不考虑钻头因素和水力学因素的影响，对于机械钻速的影响因素处理过于理想化，然而事实上这些因素确实会对地层孔隙压力的计算结果有较大的影响，使得地层孔隙压力的计算结果准确度低。

发明内容