地層壓力預測分析方法在秦皇島某油田中應用

王莉+張羽臣+袁則名

摘 要：地層壓力預測是鉆井基本設計與鉆井工程設計的基礎，是確定鉆井井身結構、鉆井液體系及密度、預防和減少井下復雜情況不可缺少的關鍵數據。文章通過對Drillworks壓力預測軟件分析及操作流程應用在秦皇島某油田。根據現場監測到的壓力及地漏試驗數據對該油田的孔隙壓力、破裂壓力、坍塌壓力進行了預測。計算發現該井坍塌壓力為1.128-1.271g/cc大于孔隙壓力，因此，在進行鉆井設計時，應參照坍塌壓力和破裂壓力確定泥漿安全密度窗口。

關鍵詞：軟件；壓力預測；Drillworks；三壓力

中圖分類號：TE52 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2018）02-0161-02

Abstract： Formation pressure prediction is the basis of drilling basic design and drilling engineering design. It is an indispensable key data to determine drilling well structure， drilling fluid system and density， so as to prevent and reduce the complex situation in downhole. In this paper， Drillworks pressure prediction software analysis and operation process are applied in Qinhuangdao Oil Field. The pore pressure， fracture pressure and collapse pressure of the oilfield are forecast according to the pressure monitored in the field and the ground drain test data. It is found that the collapse pressure of the well is 1.128-1.271 g/cc larger than the pore pressure， therefore， in drilling design， the mud safety density window should be determined by reference to collapse pressure and fracture pressure.

Keywords： software； stress prediction； Drillworks； three stresses

鉆井工程所謂的地層壓力是“地層孔隙壓力、地層破裂壓力、地層坍塌壓力”的總稱[1-2]。只有準確掌握地層的三壓力剖面，才能夠減少井下復雜情況的發生，并能及時采取有針對性技術措施，確保鉆井施工的安全順利完成。特別在新探區或未探明地層條件下的地層壓力預測尤為重要，因為在鉆穿未知高壓層時，地層壓力的失控會引起井下事故的發生[3]。

利用各種方法準確預測待鉆地層三壓力剖面可以科學地指導鉆井工程設計，關鍵是可以確定合理的井身結構，對異常高壓井段提前做出預防措施，設計出合理的鉆井液密度，保證井壁穩定，預防和控制鉆井過程中的井塌、井噴、井漏，減少井下復雜、事故，保證井下安全，對提高機械鉆速都具有十分重要的意義。

1 地層壓力預測的基本方法

正是基于地層壓實理論和異常壓力在地震、測井、鉆井過程中發生的異常現象，石油行業逐步形成了一套地層壓力預測、監測的基本理論，國內目前應用的預測方法主要有以下幾種：（1）地震層速度法；（2）測井資料法；（3）dc指數法。在這里我們主要應用測井資料法對地層三壓力進行預測。

2 地層壓力預測分析

在實際應用中一般將地層壓力預測理論與預測軟件相結合。對于應用比較廣泛的測井資料預測地層壓力方法，大多數情況下要取全取準各種地質資料和參數。在巖性和地層水變化不大的地層剖面中，正常壓實地層的特點是，隨著深度的增加，上覆層載荷增加，泥巖的壓實程度增大，導致地層孔隙度減小，密度增大。由于根據泥巖石的壓實程度可以直接反映地層壓力的變化，所以，目前利用測井數據進行地層壓力預測的軟件也很多，其中drillworks三壓力預測軟件就是其中之一，該軟件利用地震層速度、聲波、電阻率測井數據和伊頓法、麥修斯凱利法等方法進行地層孔隙壓力、地層破裂壓力和地層坍塌壓力的預測。

Drillworks壓力預測軟件中所要求的測井曲線有自然電位（SP）、自然伽瑪曲線（GR）、電阻率（RES）、密度測井曲線（RHOB）、聲波曲線（DT）、井經曲線（CAL）等測井曲線。在應用軟件過程中，為了確定地層的電阻率測井曲線，通過對以上測井特點和探測深度分析，認為深側向測井較能反映地層的真實電阻率，所以在壓力預測中采用深側向測井曲線為電阻。在Predict軟件中導入井深、聲波時差、GR及密度等測井數據，將井深作為信息通道，利用GR曲線劃分巖性，通過擬合的密度數據井行上覆巖層壓力預測，利用處理后的聲波時差數據進行該井所在地區的孔隙壓力、破裂壓力及坍塌壓力分析，其主要程序及結果如下所示。

（1）運行軟件，建立項目文件，輸入項目信息，導入測井數據，濾除測井不合理的數據，并將伽馬、電阻率、聲波、密度數據依次放在從左到右的軌道上。在伽馬曲線上繪制泥巖基線，原則上是泥質含量大于80%。（2）利用軟件提供的過濾工具對電阻率、聲波的泥巖點進行過濾。（3）利用密度測井資料進行上覆巖層壓力OBG的計算，建立正常壓力情況下的電阻率、聲波時差趨勢線，如圖1所示。（4）如圖2所示，自左至右分別為兩種不同算法及指數下的地層孔隙壓力、地層坍塌壓力、地層破裂壓力和井徑曲線。

3 結束語

（1）根據測井資料建立的地應力剖面曲線，最大水平主應力約在1.402-1.644MPa/100m之間，最小水平主應力約在1.129-1.271MPa/100m之間。（2）獲得地層孔隙壓力范圍為1.04-1.09g/cc。（3）獲得地層破裂壓力范圍為1.83-1.98g/cc。（4）獲得地層坍塌壓力范圍為1.06-1.37g/cc。（5）整體來看該地區坍塌壓力大于孔隙壓力，因此進行鉆井工程設計時，應參照坍塌壓力并結合破裂壓力已確定該區塊泥漿安全密度窗口。

參考文獻：

[1]李黔予.地震波速分析地層壓力方法及壓力預測分析系統介紹[J].中國海上油氣（地質），1994，8（2）：130-131.

[2]袁則名，和鵬飛，王鵬.某小井眼側鉆井下防砂篩管遇卡分析[J].科技創新與應用，2017，194（10）：146.

[3]袁則名，和鵬飛，何杰.埕西某水平井套管事故處理經過與分析[J].科技創新與應用，2017，194（10）：119.

[4]高志華，侯德艷，唐莉.調整井地層壓力預測方法研究[J].大慶石油地質與開發，2005，24（3）：57-58.

[5]余夫，金衍，陳勉，等.M區塊碳酸鹽巖地層壓力預測方法探討[J].科學技術與工程，2014，14（11）：14-17.endprint