異常高壓層的預(yù)測方法分析

劉杰(大慶鉆探鉆井四公司鉆井液分公司，吉林 松原 138000)

在進(jìn)行油氣田的勘探與開發(fā)的過程中，國內(nèi)外的學(xué)者都非常重視對油氣藏壓力異常的情況進(jìn)行研究，對異常壓力存在的變化規(guī)律進(jìn)行明確。異常壓力實(shí)際上指的是偏離靜水柱的底層空隙流體壓力，包括異常低壓與異常高壓兩種情況，本文主要對異常高壓進(jìn)行分析。

1 異常高壓形成的原因分析

1.1 成巖作用

首先，在粘土沉積物不斷被壓實(shí)的過程中，會出現(xiàn)空隙變小、空隙中流體排出的情況。如果在沉積的過程中，粘土沉積物四周分布的是低滲透的沉積物，那么粘土空隙中的流體在上覆沉積物的壓力之下不能夠順利排出，導(dǎo)致流體在相鄰的砂巖空隙中不斷積蓄，從而形成異常高壓。其次，沉積物中含有蒙脫石時(shí)，隨著埋深的不斷增加與地層溫度的不斷上升，蒙脫石會釋放晶格層間水與吸附水，如果蒙脫石釋放的過程處于封閉條件之下，所釋放的水會在粘土的孔隙中進(jìn)行積蓄，造成孔隙流體壓力增大，從而出現(xiàn)地層異常高壓。

1.2 析出作用

如果粘土、頁巖等地層中包含的液體在含鹽濃度方面存在差異，那么含鹽濃度較低的液體會透過粘土、頁巖等向著含鹽濃度較高的液體不斷滲透，在滲透的過程中就會產(chǎn)生透析壓力，這種透析壓力在封閉的地質(zhì)環(huán)境中不能夠釋放，最終形成異常高壓。

1.3 注采作用

在對油氣藏進(jìn)行注采的過程中，如果注采出現(xiàn)不平衡的情況，就可能產(chǎn)生異常高壓情況。在對油氣藏進(jìn)行注采的過程中，產(chǎn)生異常高壓的情況主要包括兩種情況:第一，有注無采情況。在注采的過程中，只通過注水井注入，而不進(jìn)行油井開采，導(dǎo)致地層內(nèi)部的壓力升高，出現(xiàn)異常高壓情況；第二，厚注薄采情況。在注采的過程中，通過注水井注入的較多，通過油井采出的較少，導(dǎo)致地層內(nèi)部的壓力升高，出現(xiàn)異常高壓的情況。此外，部分區(qū)域存在的圈閉壓力也會導(dǎo)致異常高壓情況出現(xiàn)。

2 異常高壓地層預(yù)測方法

2.1 巖性分析預(yù)測方法

2.1.1 DC指數(shù)預(yù)測方法

與上覆正常壓力層相比，欠壓實(shí)層具有較為良好的可鉆性，欠壓實(shí)層下方的滲透性砂巖具有異常高壓的特點(diǎn)，在這種情況下，欠壓實(shí)層就成為了上部正常壓力層與下部異常高壓層之間的過渡層。DC指數(shù)法就是利用欠壓實(shí)層的這種特性，對欠壓實(shí)泥巖層或欠壓實(shí)頁巖層進(jìn)行檢測，從而實(shí)現(xiàn)對下部高壓異常層的預(yù)測。DC指數(shù)能夠?qū)Φ貙拥目摄@性進(jìn)行實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確的反映，當(dāng)遇到儲層之后，其地層的孔滲不斷變大，巖性也相對比較疏松，此時(shí)的DC指數(shù)將變小；當(dāng)遇到非儲層時(shí)，DC指數(shù)將變大。

2.1.2 鉆時(shí)巖屑法

在一般情況下，在正常壓實(shí)的砂泥巖地層進(jìn)行鉆井的過程中，將鉆在砂巖地層中與泥頁巖地層中的鉆時(shí)進(jìn)行對比，砂頁巖地層中的鉆時(shí)比較小。但如果是在異常高壓過渡帶中進(jìn)行鉆井時(shí)，由于地層存在欠壓實(shí)的特點(diǎn)，在泥頁巖的巖性沒有出現(xiàn)變化的情況之下，會出現(xiàn)鉆時(shí)明顯降低的情況，通過這個(gè)原理對異常高壓地層進(jìn)行預(yù)測。因此，鉆時(shí)巖屑的變化在對是否進(jìn)入異常高壓過渡帶進(jìn)行判斷的過程中，屬于較為簡單且有效的方法。隨著鉆井深度的不斷增加，如果鉆時(shí)出現(xiàn)明顯加快的情況，要依據(jù)鉆探的目的對其進(jìn)行循環(huán)的觀察，為下步?jīng)Q策提供依據(jù)。在進(jìn)行判斷的過程中要對返出的巖屑進(jìn)行及時(shí)的判斷，從而實(shí)現(xiàn)異常高壓地層的及時(shí)預(yù)測與預(yù)報(bào)，從而有效避免各種事故的發(fā)生。

2.1.3 泥頁巖密度預(yù)測方法

在異常高壓地層的過渡地帶中，泥巖與頁巖都存在未壓實(shí)的情況，在泥巖與頁巖中的巖屑密度呈現(xiàn)著急速下降且偏離正常巖石的趨勢。因此，在鉆井的過程中，能夠通過對泥巖與頁巖的密度進(jìn)行分析，從而實(shí)現(xiàn)對異常高壓地層進(jìn)行預(yù)測，且這種方法較為有效、簡單與及時(shí)。

2.2 測井曲線分析預(yù)測方法

在油田與氣田的勘探與開發(fā)過程中，測井曲線有著非常廣泛的應(yīng)用，測井曲線主要的作用為對油層與氣層進(jìn)行尋找，同時(shí)分析儲集層的孔隙性、含油性與滲透性，為開發(fā)決策提供依據(jù)；在利用測井曲線對地層異常高壓進(jìn)行預(yù)測的過程中，砂巖中自然電位曲線負(fù)異常不明顯甚至出現(xiàn)正異常的井段，地溫-流體曲線凸起或下凹的井段分析為高壓層。通過對測井曲線的分析對井段中的高壓層進(jìn)行預(yù)測。

3 結(jié)語

在鉆井的過程中，地層壓力預(yù)測工作是非常重要的環(huán)節(jié)之一，具有綜合性與復(fù)雜性的特點(diǎn)。在異常高壓地層預(yù)測的DC指數(shù)法、鉆時(shí)巖屑法與泥頁巖密度法的三種方法中，要依據(jù)現(xiàn)場的實(shí)際情況進(jìn)行適當(dāng)選擇。在進(jìn)行DC指數(shù)監(jiān)控與分析的過程中，要對各種導(dǎo)致DC下降的異常地段進(jìn)行排除，實(shí)現(xiàn)DC指數(shù)變化趨勢線的建立。在進(jìn)行泥頁巖樣品的挑選過程中，要實(shí)現(xiàn)密度測定，對井深-密度變化趨勢圖進(jìn)行繪制。通過測井曲線分析高壓層的方法能準(zhǔn)確的預(yù)測高壓層，同時(shí)能確定高壓層深度，現(xiàn)場可操作性強(qiáng)。

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