地層壓力預(yù)測(cè)技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展

劉興歡(遼河油田高升采油廠地質(zhì)研究所，遼寧 盤錦 124000)

地層壓力預(yù)測(cè)技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展

劉興歡(遼河油田高升采油廠地質(zhì)研究所，遼寧 盤錦 124000)

隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，地層壓力預(yù)測(cè)技術(shù)也得到了很大的改進(jìn)與完善并為石油勘探與開發(fā)、鉆井等提供了有效的技術(shù)支持。本篇論文中，筆者主要對(duì)地層壓力預(yù)測(cè)技術(shù)的現(xiàn)狀進(jìn)行了分析，指出了現(xiàn)階段地層壓力預(yù)測(cè)技術(shù)存在的不足，并探討了地層壓力預(yù)測(cè)技術(shù)的發(fā)展方向，望可以對(duì)促進(jìn)地層壓力預(yù)測(cè)技術(shù)的進(jìn)一步完善、推動(dòng)石油產(chǎn)業(yè)的持續(xù)發(fā)展提供一定的幫助。

地層壓力預(yù)測(cè)技術(shù)；現(xiàn)狀；發(fā)展

在石油勘探與開發(fā)不斷進(jìn)步的過(guò)程中，人們逐漸發(fā)現(xiàn)，孔隙壓力在油氣鉆井中有著十分重要的價(jià)值，因此，相關(guān)研究學(xué)者紛紛加強(qiáng)了對(duì)孔隙壓力的研究，致力于尋找一種有效預(yù)測(cè)孔隙壓力的方法，在這樣的背景下，地層壓力預(yù)測(cè)技術(shù)受到了越來(lái)越多的關(guān)注與重視。

1 地層壓力預(yù)測(cè)技術(shù)現(xiàn)狀

石油勘探階段中，對(duì)地層壓力進(jìn)行測(cè)定的時(shí)候，可以采取諸多手段，包括鉆井前使用的隨鉆資料監(jiān)測(cè)技術(shù)、鉆井過(guò)程中使用的隨鉆資料監(jiān)測(cè)技術(shù)、鉆井完成后使用的礦場(chǎng)地球物理資料檢測(cè)技術(shù)等。首先，地球物理勘察探測(cè)技術(shù)。對(duì)地球物理情況進(jìn)行勘察、探測(cè)的過(guò)程中，地震勘察探測(cè)技術(shù)是較為常用的一種手段，其可以對(duì)非正常地層壓力進(jìn)行有效的預(yù)先測(cè)定，同時(shí)也可以應(yīng)用電測(cè)法、磁測(cè)法、重力測(cè)法等輔助手段，但需要注意的一點(diǎn)是，電測(cè)法、磁測(cè)法僅適用于深度較小的地區(qū)、不適用深度較大的區(qū)域。地震勘探預(yù)測(cè)技術(shù)是一種應(yīng)用十分廣泛的鉆前地層壓力預(yù)測(cè)技術(shù)，有利于實(shí)現(xiàn)對(duì)井身結(jié)構(gòu)、鉆井液密度的準(zhǔn)確測(cè)定，同時(shí)也對(duì)實(shí)現(xiàn)油氣層的保護(hù)發(fā)揮著一定的效果。其次，礦場(chǎng)地球物理。鉆井完成后使用的礦場(chǎng)地球物理資料檢測(cè)技術(shù)，是一種事后的監(jiān)測(cè)手段[1]。其在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，不會(huì)對(duì)聲速礦場(chǎng)地球物理產(chǎn)生嚴(yán)重的影響，需要注意的一點(diǎn)是，電阻率礦場(chǎng)、密度礦場(chǎng)地球物理資料檢測(cè)技術(shù)在很大程度上受到地質(zhì)條件、井眼等因素的限制。

2 現(xiàn)階段地層壓力預(yù)測(cè)技術(shù)存在的不足

現(xiàn)階段所應(yīng)用的地層壓力預(yù)測(cè)技術(shù)，在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，仍然面臨著壓實(shí)不夠、地層非規(guī)則高壓的現(xiàn)象，面對(duì)這樣的問(wèn)題，任何能夠?qū)⒖紫抖茸兓闆r反映出來(lái)的預(yù)測(cè)技術(shù)，均可以用于對(duì)地層非正常壓力進(jìn)行預(yù)測(cè)，與此同時(shí)，這些方法可以將欠壓實(shí)度、壓實(shí)效應(yīng)當(dāng)作是非正常壓力的部分存在因素。就現(xiàn)階段情況來(lái)看，現(xiàn)有孔隙壓力預(yù)測(cè)技術(shù)，由于其中不包括其他非正常壓力因子，所以，當(dāng)其在壓實(shí)力不足的地區(qū)進(jìn)行應(yīng)用的時(shí)候，會(huì)出現(xiàn)較大的誤差。

雖然隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，現(xiàn)階段的地層壓力預(yù)測(cè)技術(shù)得到了很大的改進(jìn)與完善，并通過(guò)結(jié)合快速鉆井方法，在地層壓力預(yù)測(cè)方面發(fā)揮著十分重要的作用。但在鉆井技術(shù)不斷更新?lián)Q代的背景下，地層壓力預(yù)測(cè)技術(shù)的缺陷與不足逐漸暴露出來(lái)，主要包括：第一，與諸多客觀條件存在著不符的問(wèn)題，例如，對(duì)非泥巖地層或者是一些復(fù)雜的地層進(jìn)行壓力預(yù)測(cè)的時(shí)候，很難得到連續(xù)的、真實(shí)的孔隙壓力橫斷面；第二，原來(lái)所使用的方法，僅僅只是涉及到了欠壓實(shí)而造成的非正常壓力這種情況，但是，實(shí)際上，大量研究及實(shí)踐表明，非正常壓力是由水熱增壓、欠壓實(shí)等多種因素共同作用的結(jié)果[2]；第三，對(duì)于沉積地層為非連續(xù)地層的這種現(xiàn)象，應(yīng)提前設(shè)立幾條相應(yīng)的趨勢(shì)線，但是，現(xiàn)階段，在某幾個(gè)地層層面上有的時(shí)候都不能設(shè)立趨勢(shì)線，從而為趨勢(shì)線的設(shè)立增加了一定的難度；第四，地層壓力預(yù)測(cè)指標(biāo)的精確度容易受到多種因素的干擾，因此，若是地層壓力預(yù)測(cè)指標(biāo)出現(xiàn)波動(dòng)，則不一定是地層壓力改變所導(dǎo)致的，還有可能是其他因素所造成的。第五，從某一角度上來(lái)看，泥巖的壓實(shí)趨勢(shì)線與直線非常接近這一結(jié)論，并不是絕對(duì)正確的，特別是當(dāng)位于半對(duì)數(shù)坐標(biāo)系中的時(shí)候，壓實(shí)度越來(lái)越大、導(dǎo)致聲速增加速率逐漸降低，是這一現(xiàn)象出現(xiàn)的主要原因。在累積到一定的程度之后，深度、聲速將不再呈現(xiàn)線性關(guān)系，同時(shí)基本上不會(huì)再發(fā)生改變，也就是沒(méi)有按照常規(guī)趨勢(shì)線有限度地進(jìn)行伸展。

3 地層壓力預(yù)測(cè)技術(shù)的發(fā)展方向

站在巖石力學(xué)層面上來(lái)說(shuō)，有效應(yīng)力在很大程度上決定著沉積物的整個(gè)壓實(shí)過(guò)程，同時(shí)孔隙高壓流體的出現(xiàn)過(guò)程，符合力學(xué)關(guān)系的相關(guān)規(guī)律。基于這樣的原因，可以通過(guò)運(yùn)用有效應(yīng)力定理，來(lái)解釋出現(xiàn)孔隙高壓的原因，同時(shí)，還可以對(duì)地層壓力大小進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)定。若是現(xiàn)階段存在的有效應(yīng)力低于過(guò)程中曾經(jīng)出現(xiàn)過(guò)的最大應(yīng)力，那就要根據(jù)卸載曲線來(lái)測(cè)定有效應(yīng)力。除此之外，對(duì)于不按照正常趨勢(shì)線進(jìn)行地層孔隙壓力預(yù)測(cè)的那些方法，與之前的預(yù)測(cè)方法有著很大的不同，因此可以被看作是一種突破[3]。站在巖石力學(xué)層面上看待這些方法，可以通過(guò)采用巖石受力平衡方程進(jìn)行計(jì)算，使非正常壓力因素，例如欠壓實(shí)等，在定量公式內(nèi)得到體現(xiàn)。前沿研究指出，可以通過(guò)有效應(yīng)力定理，來(lái)將非正常超壓所造成的非微觀機(jī)制反映出來(lái)，同時(shí)，也可以在砂巖、泥頁(yè)巖等方面進(jìn)行應(yīng)用，從而將相連壓力切削面所在區(qū)域推算出來(lái)，這是現(xiàn)階段孔洞壓力預(yù)測(cè)技術(shù)的主要發(fā)展方向。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，地層壓力預(yù)測(cè)技術(shù)的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了對(duì)孔隙壓力的預(yù)測(cè)，從而可以為石油勘探與開發(fā)、鉆井等提供良好的依據(jù)。但現(xiàn)階段，地層壓力預(yù)測(cè)技術(shù)在應(yīng)用過(guò)程中仍舊面臨著諸多問(wèn)題。因此，必須加強(qiáng)對(duì)地層壓力預(yù)測(cè)技術(shù)的研究。

[1]于泗海.地層壓力預(yù)測(cè)技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J].化工管理,2016，(14)：134.

[2]唐海雄,韋紅術(shù),易遠(yuǎn)元,盧蕾,陳秋炎,王榮耀,田崢,張玉亭.應(yīng)用速度場(chǎng)技術(shù)預(yù)測(cè)深水鉆井中的淺層地質(zhì)災(zāi)害[J].天然氣工業(yè),2014，(05)：95-99.

[3]邵博.自適應(yīng)控制壓力鉆井關(guān)鍵技術(shù)研究[J].中國(guó)石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量,2013，(20)：67.

劉興歡(1992- )，女，遼寧盤錦人，助理工程師，大學(xué)本科， 主要從事油田區(qū)塊地質(zhì)開發(fā)研究工作。