密井网条件下地层孔隙压力及孔隙流体渗流速度的计算与控制技术

针对密井网条件下影响固井质量的主要地质因素,笔者应用多井作用于地层任一点的压力势差为各相关井单独作用于这一点的势差总和原理和地层任一点孔隙流体渗流速度为多井共同作用的流体渗流速度矢量迭加理论,给出了地层孔隙压力和地层孔隙流体渗流速度的计算方法,并分别建立了相应的控制技术。应用该计算方法和控制技术对大庆油田待钻修井地层孔隙压力和孔隙流体渗流速度进行了计算。结果表明,该方法具有较高的计算精度,计算结果与实际基本相符。

超深层碳酸盐岩地层水启动压力梯度研究

为厘清地层水启动压力梯度随地层水黏度和岩石渗透率的变化规律,选取四川盆地飞仙关组超深层碳酸盐岩标准岩心,开展了不同地层水黏度条件下的启动压力梯度实验测试,得到了地层水启动压力梯度随地层水黏度的变化规律,建立了综合考虑岩石物性和流体性质的地层水启动压力梯度预测模型。根据普光气田主体气藏气井测井解释成果,采用新建模型预测了气藏不同类型储层在不同地层水黏度条件下的启动压力梯度。结果表明:地层水启动压力梯度随渗透率降低而增大,在渗透率相对较低时,地层水启动压力梯度随渗透率降低急剧增大;地层水启动压力梯度随地层水黏度的增大而增大,黏度越大,启动压力梯度随渗透率降低而增大得越快。新建模型综合考虑了岩石物性和地层水性质对地层水启动压力梯度的影响,适应性较强。普光气田Ⅱ、Ⅲ类储层地层水启动压力梯度最大可达0.24 MPa/m。

对压力梯度应用统计分析估计储层连通性和流体接触面的综合研究方法

电缆式地层压力测试一直是确定流体密度、砂层连通性、流体接触关系的主要测量方法。过去，对地层压力测试结果常常是半定量分析，所以对确定砂层连通性和评价流体接触关系的借鉴意义很有限。现在，由于开发了精度高、温度稳定的石英压力计，压力测量规程要求最好使用这种压力计测量，它有利于改善对系统误差的认识，能够运用精确的统计方法预测高渗透率岩石中的连通性、流体接触关系及其误差。 Ugueto（2004）等已介绍了运用统计分析获得的系统成就，包括深度误差和压力测量值的准确性。然而，虽然该方法成功地预测了墨西哥湾（GOM）深水油气田储层的连通性和流体接触关系，但还存在不足，如所采用的对偶分析图（不包括压力梯度误差和深度误差）和统计分析的探索式特征。 本文中，我们提出了运用统计方法分析储层连通性和流体接触关系的理论。这些方法综合考虑了压力计精度和准确性出现的误差、深度测量精确度、和在压力测量过程中的伪随机误差。该统计方法能用于压力梯度测量施工规划、以统计准则为依据的数据质量控制、单一流体类型储层连通性的定量计算、以及确定流体界面的深度与误差。 本文简要概述了地层压力数据的应用，讨论了储层连通性和流体界面的模型，该模型是统计理论的基础。本文还介绍了GOM深水储层连通性例子，以及其与生产数据的对比方法。

低渗透油藏启动压力梯度实验研究

随着低渗透油藏的开发,启动压力梯度对开发有不可忽视的影响,它是流体边界层性质异常和流体塑性的综合表现形式。选取青海某油田低渗透油藏天然岩心,根据实验数据拟合结果,分别比较了各渗流方程的准确性。结果表明,幂函数和二次多项式的拟合结果最佳。根据所得启动压力梯度,分别讨论了启动压力梯度与渗透率、流体粘度、流度的关系。研究表明,低渗透油藏启动压力梯度与渗透率、流度成反比,与流体粘度成正比,并且与渗透率和流度之间有较好的乘幂关系。从高才尼—卡尔曼公式出发,得出了启动压力梯度与岩石孔隙度、孔道半径成反比,与流体粘度、孔道迂曲度、比面成正比。从推导的公式可知,岩石孔道半径和迂曲度对启动压力梯度的影响比孔隙度和流体粘度大。该研究成果对油田生产现场减小启动压力,降低渗流阻力有着一定的指导意义。

柱面分层流体饱和孔隙地层中的声波测井波场模拟

因钻井作业时泥浆侵入等因素,井外介质沿径向常呈现非均匀性。本文将地层视为柱面分层孔隙介质,采用传递矩阵法模拟声波测井波场。注意到慢纵波波数的实部和虚部都很大,当井外含大厚度层且频率较高时,易因计算大自变量的Hankel函数而溢出,我们在波场表达式中引入了归一化的Hankel函数。论文将前人模拟关于柱面分层固体弹性介质声波测井的广义反射/透射系数计算方法推广到了分层孔隙介质情况,导出了波幅系数的计算公式,并针对含侵入带的柱面分层孔隙地层,计算了声波测井全波波形。

探井地层孔隙压力计算

对地层压力的计算准确与否直接影响深部探井钻井工程的设计和正常施工 ,因而成为提高深井钻探效率的一个技术关键。在对地层上覆压力、孔隙压力有关计算模式理论研究分析基础上 ,结合深部探井的施工实际情况 ,对压力计算模式进行了优选 ;建立了综合的钻前、随钻及钻后各环节压力计算的系统化、精确化方案 ;对影响多数孔隙压力计算模型的正常压实趋势线 ,提出了多种相关的验证修正算法 ;对压力计算过程中一些关键中间环节参数转换模式进行了探索 ;形成了孔隙压力数据处理系统软件。通过在几口深部探井进行实际应用 ,表明能够使地层孔隙压力的计算逐步精确化。

基岩地层电阻率及宏观裂缝孔隙度评价方法

针对受钻井液污染的基岩地层电阻率及宏观裂缝孔隙度评价难的问题,根据均质储集岩模型和侧向电阻率测井原理,建立了基岩地层体积模型,并导出了系列基岩参数分别与基质参数和宏观裂缝参数之间的关系函数。从基岩储层污染前的2类导电介质到污染后的3类导电介质进行分析,引入了“地层流体替换率”和“钻井液滤液分配系数”,进而建立了基岩地层真电阻率和视电阻率评价方程及宏观裂缝孔隙度解释方程。结果表明,基质孔隙度的变化是影响基岩地层电阻率大幅度变化的本质内因,也是识别基岩储层的重要标志,随着基岩宏观裂缝孔隙度的增大,侧向电阻率逐渐减小。实际岩心分析资料证实,该方法可明显提高基岩宏观裂缝孔隙度的解释精度。研究成果可为基岩储层评价及参数研究提供理论依据。

待钻井地层孔隙流体渗流速度预测模型及应用

在密井网条件下,地层孔隙流体渗流速度是影响固井质量主要因素之一,如何准确预测地层孔隙流体渗流速度,正确分析固井质量优劣的原因,一直是许多油田面临的主要问题。为了能更准确地预测待钻井地层孔隙流体渗流速度,保证固井质量,根据物质平衡原理、油层任一半径对应的封闭流经面积所通过的流量不变理论、多井作用于任一点(待钻井点)的渗流速度为各相关井单独作用于这一点的渗流速度之和的原理,建立了待钻井地层孔隙流体渗流速度预测的数学模型。模型包括单井作用、多井干扰和受断层影响井情况,应用该模型对大庆油田待钻井地层孔隙流体渗流速度进行了预测,结果表明,该方法能准确预测待钻井地层孔隙流体渗流速度,预测准确率可达94.8%。

估算破裂压力梯度的一种简单新方法

设计更安全更经济的井需要精确估算破裂压力梯度，破裂压力梯度预测不准会引起严重事故１，如先漏后涌，虽然此类事故在任何钻井阶段都可能发生，但浅层钻井却可能出现因浅层气涌而引起的浅层气喷，有时导致凹坑形成。

低孔隙度低渗透率储层孔隙压力流体评价方法

针对鄂尔多斯盆地靖边气田上古生界地层特点，建立了一套全新的适合该地层的孔隙压力评价技术。孔隙压力流体评价方法所涉及到的孔覆比和裂缝延伸梯度等参数均为首次定义。该方法数据来源于常规测井的三孔隙度测井及相关测井曲线，利用重点井的地层孔隙压力实验测试结果，结合阵列声波测井，推出了利用地层孔隙压力参数评价储层的新方法。综合应用孔覆比、裂缝延伸梯度和地层孑L隙压力梯度等3个重要的孑L隙压力参数进行地层评价，可明显提高测井解释的符合率。在识别储层含流体性质和确定非储层岩性方面给出了孔隙压力参数具体判识数值。储层含可动流体时，孔覆比变化范围0．40～0．43，裂缝延伸梯度0．027～0．034，地层孔隙压力梯度0．09～0．110。在结合其它解释方法的基础上，孔隙压力参数的流体分析解释方法应用效果更佳。选取了靖边气田18口井的上古生界地层进行了实例效果评价，解释结果与地质实际吻合良好，使其解释符合率大幅度上升，该方法可推广到其他类似低孔隙度低渗透率地层。

加拿大波弗特-马更些盆地第三系孔隙压力模式及其流体动力学意义

利用波弗特海-马更些盆地的250口勘探井的泥浆比重和孔隙压力(钻杆测试和重复地层测试)数据,研究该区的流体压力体系。识别出孔隙压力随着深度变化的四种模式。每种模式都与特定的构造.地层域相关联,并反映压实作用和构造作用,或其他引起或重新分配超压的地质因素之间的相互影响。波弗特海西南部的超压可能是压实作用和北东.南西向构造应力共同作用的结果。盆地北部页岩底辟造成背斜顶部形成裂缝系统,使得超压流体向浅层运移。马更些三角洲中部大量发育铲式断层,压实作用是该区形成超压的主要控制因素,且超压顶界面的深度取决于岩性和沉积速率。超压层可能与白垩系的气源岩相关,主要分布在第三纪沉积层中,但盆地东南边缘的前第三系中也可能存在超压(从部分井的泥浆比重推断)。孔隙压力在一定深度沿特定地层的空间变化规律表明,盆地规模的流体活动主要是由超压流体的向上排出所驱动。孔隙压力模式的分析表明区域断裂带既可以对深部流体的运移起到遮挡作用,也可以成为优选的流动通道。一般情况下,断层带可以成为垂向流体运移的优势通道,在流体侧向运移中更可能起到遮挡作用。

东濮凹陷地层流体的热循环对流与成岩圈闭的形成

本文讨论了地层流体的热循环对流对次生孔隙形成和分布的影响。指出由于地层上倾方向封闭性断层的遮挡、超压带的存在及流体来源的不足等原因，东濮凹陷在埋深４０００ｍ以下的储层中，流体的上升运动趋于终止，而以热循环对流运动为主，流体的热循环对流使溶解物质不断迁移，在深部形成局部的次生孔隙发育带和成岩圈闭。

应用电缆地层测试技术判别复杂油藏流体性质

位于中东地区某盆地内的Y油田M组碳酸盐岩储集层岩性复杂、隔夹层多、非均质性强,具有中低孔、低渗透、低电阻率、超高压的特征。由于储集层电阻率低、油水层电性差异小,且发育多套油水系统,以电阻率为主的常规测井方法很难准确判断储层流体性质。鉴于电阻率方法的局限性,引入并开展了基于电缆地层测试分析技术的流体性质判别方法研究,大量现场应用结果表明:以油、水密度差异为基础的压力梯度法和以油、水光谱差异为基础的光学流体性质分析技术能够较准确地判别流体性质,在中东地区Y油田复杂低阻碳酸盐岩油藏流体性质识别方面具有较好的应用效果。

孔隙流体地震特性的计算

孔隙流体对岩石地震特性的影响为采油地震监测的物理基础 ,搞清地层条件下孔隙流体地震特性的变化规律对提高地震监测的精度具有重要的意义。在收集、分析前人研究结果的基础上 ,本文导出了当地层压力从高于饱和压力降低到低于饱和压力时 ,从原油中所脱出的游离气的体积百分含量计算式 ,并计算和分析了不同温度压力下原油、油气混合物以及地层水的地震特性 。

地层压力随钻评价方法应用研究——以济阳坳陷为例

地层压力随钻评价是关系石油勘探开发成效的重要课题,在物探、测井、录井等勘探技术领域已分别采用不同的方法进行了相关预测和分析研究,其中物探、测井的压力评价结果常常用于油气井地质、工程设计时的参考,而录井的随钻dc指数法等压力分析和预报多被用于修正钻井设计,实时指导工程施工,避免井喷、井漏等风险。但以往的技术方法一是未能将异常压力的成因分类与地层压力评价方法有机结合,二是偏重于地球物理的方法研究、忽视了工程录井及新技术方法的研究。为此,从指导实践出发,对地层压力成因进行了系统分类。归纳出异常高压10种,异常低压6种;分析了地层压力随钻评价理论是基于岩石物理和孔隙流体异常于正常压实.它在检测参数上具备响应特征.指出了不寻常自生矿物的出现也可作为超压层的标志,评价中结合异常压力成因的分析更有利于解释结果的科学性;将随钻评价方法归纳为工程录井法、地质统计分析法和新技术法,并提出了dc指数趋势线的变换原则.这是保障压力预测可靠性的基础。结合实例介绍了这些评价方法的有效性,强调在使用中注重方法组合,发挥不同方法的优势。实现不同压力成因条件下的准确评价。

鄂尔多斯盆地苏里格庙区块上古生界地层压力特征及成因分析

鄂尔多斯盆地苏里格庙区块上古生界地层压力以低负压为特征，平均压力系数0．84对研究区沉积特征分析结果表明，三叠系延长组沉积厚度达1000－1500m,沉积速率100－150m/Ma，上覆负荷的迅速增加，导致下伏二叠系砂泥岩地层发生欠压实作用，形成异常高孔隙流体压力。早白垩世末期，区域抬升剥蚀，引起的一系列作用，使孔隙流体压力降低并逐渐形成现今的区域负压特征。

新的地层压力系数预测方法及在板深7井的应用

以往在钻井设计中,是依据某一棵眼段的最高孔隙压力设计该井段的钻井液密度。提出了新的地层孔隙压力系数预测方法;考虑到目前钻井设备中的井控装置、各种先进的录井监测装置,以及各种业已成熟的录井计算机预测算法等,可以忽略占比例较小的高孔隙压力井段,对地层孔隙压力梯度进行预测。使用该方法得到的从出现井喷迹象到井喷发生的时间比使用以往预测方法得到的时间长。归纳了一套描述井涌过程的数学方法(线性函数、非线性函数、特殊的非线性函数),回顾了人们以前对井涌过程的解释,并提出了笔者的新见解。非线性函数模型认为井涌过程中,地层向井筒内注气的速率不是随时间线性增加的,气体体积增加的速率与当时气体的体积成正比;特殊的非线性函数模型则认为井眼内注入气体的速率并不是与气体量成正比,而是与此时气体量与液体量的乘积成正比,该模型能够解释井喷现象。并提出了预测地层压力新方法的有关数学方法,分析了新方法与以往方法的关系,并根据具体情况对新的预测模型进行了修正。这一新方法在1998年大港油田板深7井的钻井设计及钻井中试用,使钻井液密度大幅度降低,不仅加快了钻井速度,还很好地保护了油气层,使板深7井成为大港油田历史上第一口“千吨井”,为国家发现了一个大气田。

确定地层中流体接触面的方法

确定钻孔周围含油层和／或含气层孔隙中诸如水这样的第1流体(F1)与诸如原油或天然气这样的第2流体(F2)之间流体接触面深度(DL)的方法，包括使用下降到高于所述接触面深度(DL)的某一深度(Dp)的压力探测装置测量所述孔隙内流体的相位压力PF1和PF2以及根据公式确定所述分界面的深度。

岩石物理测量应用于预测岩性差异或孔隙流体的地震响应

岩类学和孔隙中流体内容的确定是综合地震、岩石物理研究的主要目的。因为缺乏一般的反演技术,正演模拟对于研究岩石学、地层学、孔隙流体内容和地震响应的关系是有用的。这个报告描述了在犹他地区对32块岩石标本两个碎屑岩层序的分析的研究。做了详细的岩类学研究。当纵波和横波速度是压力的函数时用超声波作了实验室测量。在标本为干燥的、超压的、盐水饱和的和石油饱和的各种情况下,我们计算了地震频率范围内的速度。速度对孔隙度、碳酸盐的胶结作用和沉积相等是敏感的。我们制作了假设储层为不同饱和状态的速度剖面,速度剖面用于制作合成地震共炮集资料,去研究这些碎屑岩储集层的地震响应。流体饱和度严重影响地震响应,就象有煤层存在时一样。往往观测到振幅随偏移距的变化,但是,地层学对地震响应呈现了较强的影响。

利用梯度场磁共振测井的地层评价结果修改SP确定Rw

新的核磁共振测井测量地层可动流体孔隙度、指示含烃体积和类型以及与它们相关的阳离子交换量，这提高了应用测井资料确定冲洗带和原状地层含水饱和度的质量。