川东南地区基于海相泥页岩地层的压力系数预测——以丁山区块为例

近年来页岩气勘探开发的实践表明,深水陆棚有利相带及良好的保存条件是页岩气高产富集的关键,而压力系数是保存条件的综合判别指标,页岩气产量与压力系数呈现出明显正相关关系,因而压力系数的预测及研究对页岩气勘探获得成功至关重要。以近年来川东南海相页岩气探井为基础,其至上而下钻遇地层复杂,同时难以建立准确的正常压实曲线,认为传统的Fillippone公式、等效深度法、Eaton及有效应力法等压力预测方法均不适用于本区,通过对Fillippone公式的改进,总结出了适用于川东南海相泥页岩地层的压力系数预测公式,并应用于川东南丁山地区。以丁山三维地震资料为基础,在高精度速度建模及反演的基础上完成了丁山地区志留系龙马溪组泥页岩地层的压力系数预测,取得了良好的效果。预测结果表明:丁山地区压力系数变化较为明显,由盆缘到盆内压力系数不断增大,页岩气保存条件较为复杂。     

基于颗粒应力的深层超压预测方法研究:以准噶尔盆地腹部地区为例

异常地层压力预测是油气勘探和钻井工程关注的热点问题。对于勘探程度低、探井稀少的地区,压力分布特征的不明确制约油气勘探进展和钻井高效实施,因此,地层压力预测精度有待提高。在地层孔隙静力平衡原理的指导下,以准噶尔盆地腹部实际地质资料和压力测试数据为基础,建立了基于颗粒应力的地层压力预测模型。研究表明,(1)经典压力预测模型存在缺陷,特察模型并非静力平衡方程,有效应力不是骨架真正承担的力;(2)采用孔隙型介质颗粒应力参数建立了孔隙静力平衡方程,通过研究区深层侏罗系已钻井超压预测对比,发现基于颗粒应力的压力预测方法精度有所提高;(3)压力预测模型仅考虑了内动力因素即沉积增压,超压成因补偿不可忽视。研究区发现准南构造挤压应力向盆地内部传递,形成了规律性分布的超压分量,附加地应力的补偿是提高超压预测精度的有效途径。     

基于数值模拟的远程工程支持在海洋19-6井的实践

数字化和智能化是钻井工程发展的新方向,但目前仍处于初级阶段。针对海洋19-6井中下部井段存在异常压力层,预测钻井液安全窗口较窄的问题,通过Drillworks软件采用dc指数法和分段测井资料校正法开展了地层随钻压力监测、通过动态跟踪软件Well-Ahead软件结合Landmark软件水力模块校正开展了随钻动态水力（随钻ECD当量密度和起下钻抽汲和“激动”压力分析）监测,保证了井底和套管鞋钻井液循环当量在三压力安全窗口内。通过这种远程数据支持模式的建立,进一步推进了钻井工程数字化进程,有效保证钻井工程安全。     

井底压力对岩石破碎的影响机制及应用研究

钻井液井底压力与地层孔隙压力是影响岩石破碎的重要因素,由于岩石具有一定的渗透率,在压力差的作用下钻井流体与地层流体之间会相互影响,导致靠近井底的地层孔隙压力发生变化。实际的地层孔隙压力随时间与距离变化的规律可以使用一维不稳定渗流模型来描述和计算。在此分析基础上,综合分析地应力、井底压力及钻头牙齿吃入地层产生的应力,计算出任意平面上所受的剪应力和正应力,然后使用摩尔–库仑准则来判定岩石的破坏。建立这样一个综合各种因素的井底岩石破碎模型,可以将各种因素尤其是实际井底压力差的作用清楚地表达出来。该模型可以较好地解释欠平衡钻井提高钻速的力学机制,并为随钻地层孔隙压力监测dc指数法的适用范围提供明确的计算方法     

西湖1井钻前地震压力预测

西湖1井是准噶尔盆地南缘深部地层进一步油气勘探研究提供基础资料而部署的一口风险预探井。该井钻探构造高陡,钻遇断裂多,地层变化大,钻前地层压力预测更为重要。在地震地质解释研究的基础上,综合分析了工区内已钻的异常压力分布情况和形成机理,确定了本区地层压力的经验公式。通过对地震速度研究,建立三维速度场,进行层速度反演,提取井点地震速度。正确地估算了西湖1井的地层压力,为井身结构工程设计提供了依据,确保了钻井的顺利,地层压力预测结果与完钻后地层压力测试一致。     

页岩气储层保存条件关键参数地震预测及在川东南的应用

四川盆地东南缘志留系海相页岩具有良好的物质基础,但由于后期改造强烈,页岩气储层保存条件成为勘探开发的关键。立足于改进CPS模型单井地层压力预测流程,通过不同层段采用不同计算方法、引入相对挤压构造应力与压力因子等手段,有效提高了双复杂地区地层压力预测结果可靠性,预测结果与实测结果相对误差在1.5%以内;利用闭合应力比参数与页岩气储层"易恢复"特征的相关关系,提出了闭合应力比保存条件预测思路,间接分析了页岩气储层保存条件。以构造作用和演化历史为基础背景,依据页岩气富集成藏因素,通过地震解释综合断裂-裂缝预测结果、地层压力预测、闭合应力比等结果,建立了适应复杂地表复杂构造区特征的页岩气储层保存条件关键参数地震预测流程,并成功应用于四川盆地东南缘志留系海相页岩气储层。     

莺歌海盆地乐东区深层异常高压成因机制及预测研究

乐东区深层地层压力结构复杂,实测的地层压力数据表明：不同深度、不同层位地层孔隙压力差异较大,尤其是黄流组地层孔隙压力横向跨度大,黄流组顶部地层孔隙压力有降低回头特征,到底部地层压力系数又开始快速抬升至2.3,存在明显压力突变现象。单纯利用欠压实模式开展压力预测误差大,极易引发工程事故。为了解决地层压力预测面临的问题,须明确超压成因机制。利用垂直有效应力—测井响应交会图版可有效辨别超压形成机制,乐东区深层超压成因机制主要为机械不均衡压实、化学压实作用、断裂垂向传递、生烃增压,在明确超压成因机制前提下建立合理的压力预测方法,提高预测精度,以保证钻井工程的顺利实施。     

岩芯钻探中地层压力预测初探

地层压力变化是导致孔内情况复杂化的关键因素,地层压力预测是钻探施工中泥浆设计和事故防范的重要手段,合理预知地层压力情况有助于最大限度地解决深孔钻探中的复杂问题[1]。近年来,地层应力预测技术在国内外得到了广泛探讨,而传统的水压致裂地层压力测量方法仍然是简单实用的手段之一。通过云南某矿区复杂地层深孔钻探工程中的应用实例,验证了地层压力预测在绳索取心钻探工程上的合理性和可行性。     

深孔岩心钻探问题探讨

深孔岩心钻探的核心问题是孔壁稳定,其钻前预测涉及地层孔隙压力、地层应力、地层坍塌压力和破裂压力,是实现深孔岩心钻探优质、安全、高效和低成本的关键,决定着孔身结构、套管程序与套管强度、钻井液密度与流变性能的设计。以孔壁稳定为基础,从孔身结构和套管程序、钻具组合、钻探设备方面论述深孔岩心钻探存在的问题,并提出具体的改进建议。     

基于多孔介质弹性理论的碳酸盐岩地层超压预测

碳酸盐岩地层超压预测目前仍然是国内外研究的难点问题。碎屑岩超压预测方法均是建立在明显的超压测井、地震宏观响应规律基础上的经验关系,这些经验性方法不适用于因岩性致密使得超压地球物理响应微弱的碳酸盐岩地层。通过碳酸盐岩样品超压岩石物理模拟实验,分析了在应力-孔隙压力共同作用下岩石中声波速度、弹性参数的变化规律;基于多孔介质弹性理论和广义胡克定律推导并建立了表征孔隙压力与岩石弹性参数定量关系的理论模型,即多孔介质弹性理论的超压预测量化模型。以川东北地区典型碳酸盐岩超压钻井为例,开展了碳酸盐岩地层超压预测应用研究:针对碳酸盐岩地层选择油气水测井综合解释模型获取岩石物性参数;利用Voigt-Reuss-Hill平均模量模型计算岩石基质体积模量,利用Wood模型和Patchy模型计算孔隙流体体积模量,利用BISQ模型计算岩石骨架体积模量,然后通过多孔介质弹性理论量化模型预测超压。预测结果显示预测压力与钻杆实测压力(DST)吻合较好,与泥浆密度换算压力和随钻监测压力变化趋势相近,表明这种基于多孔介质弹性理论的超压预测量化模型是一种解决碳酸盐岩地层超压预测的新途径。     

Stability analysis of a horizontal coalbed methane well in the Rocky Mountain Front Ranges of southeast British Columbia, Canada

This study describes a wellbore stability analysis undertaken for a horizontal coalbed methane well in the Mist Mountain Formation, SE British Columbia, Canada. Three triaxial compression tests, with ultrasonic velocities, were conducted on 38-mm-diameter core plugs taken from a large, fresh block of Seam 7. Due to the small size of the tested samples, the laboratory-derived strength values were reduced to reflect the in-situ stress conditions considered relevant for a 156-mm-diameter horizontal well. The vertical stress gradient was calculated by integrating a bulk density log from an offset well. Horizontal maximum and minimum stresses were estimated from regional stress data, whereas formation pressure was estimated on the basis of a local hydrological study. The 2D elastoplastic STABView™ numerical modeling code was used to forecast horizontal wellbore stability. The sensitivity of the predicted yielded zone size was examined for varying linear and non-linear rock strength criteria, horizontal in-situ stresses, bottom-hole pressures, formation pressure, drilling depth, and wall-coating efficiency. Stability analysis was performed at bottom-hole pressures ranging from overbalanced to underbalanced in order to simulate the conditions expected during drilling and production. The effects of weak bedding planes and varying well trajectories were also investigated. When drilling at 650 m depth under underbalanced to slightly overbalanced conditions, a high probability of getting the drill pipe stuck was predicted. STABView™ showed that, if the 38-mm-diameter core plug strengths were used directly for forecasting purposes, the predicted yielded zone would be almost 20% overgauge when drilling at balanced conditions. When peak cohesion of coal was reduced by 50% to reflect the conditions expected along weak intervals of a horizontal wellbore, the predicted enlarged borehole was almost 85% overgauge under the same drilling conditions. The most unstable trajectory has N–S azimuth, which is perpendicular to the maximum horizontal stress in the study area. STABView™ indicates that a production liner should be inserted immediately following the drilling of the horizontal well in this structurally complex geologic setting since pressure drawdown and reservoir pressure depletion would undoubtedly lead to enlarged yielded zones and collapse of the wellbore over time.     

塔中Ⅲ区碳酸盐岩储层去泥质反演及泥质充填判别

塔里木盆地塔中Ⅲ区奥陶系碳酸盐岩储层是近年来勘探重点区域,良里塔格组储层内沉积泥质灰岩条带,以及一间房组洞穴顶部存在的沉积泥质条带,给储层预测带来了较大难度。为提高储层预测精度,分析奥陶系良里塔格组和一间房组储层内泥质展布规律,建立沉积泥质灰岩条带背景纵波阻抗体,完成了无井约束叠后地质统计学反演。研究结果表明,无井反演储层预测纵向发育位置、储层级别和已钻井吻合较好。利用叠前同时反演得到纵横波速比,通过纵波阻抗与纵横波速比交会图分析法,划分了一间房组优质储层、泥质充填储层、基质灰岩分布区间,对洞穴型储层泥质充填、叠前流体预测反演进行探索,确保储层预测的可靠性。     

悬空侧钻技术在红河油田水平井中的应用

在水平井储层钻进中,地层发生突变导致钻头偏出产层的情况时有发生,运用悬空侧钻的方法在储层内侧钻,选择更加有利的井斜角继续在储层内钻进,是一种高效、经济的施工方法。红河油田长8储层岩性为砂、泥岩互层,水平井在施工过程中易钻遇泥岩夹层,在水平段施工过程中钻遇泥岩后退至砂岩井段应用了悬空侧钻技术,通过优选侧钻点、侧钻钻头和钻具组合,采用合理的造斜率及侧钻钻压,确保其继续在储层砂岩中钻进,侧钻过程中油气显示良好。采用悬空侧钻技术成功地找到了储层,提高了储量钻遇率,为实现预计产量提供了保障。     

脆性岩储层裂缝定量预测的尝试

本文由四部分内容组成:(1)根据格里菲斯强度理论,讨论了脆性岩层在应力场(约定张为正)作用下,格里菲斯强度理论的一种破裂准则表示式及其在储层裂缝分析中的应用;(2)给出碳酸盐岩储层古应力场定量分析的三种数学力学模型和计算方法以及古裂缝定量预测可靠程度;(3)提出储层有效张应力概念及描述潜在张裂缝的方法;(4)提供某油田碳酸盐岩储层张裂缝的预测图及其以后通过钻井的检验。      

地震非线性随机反演技术在煤层气储层厚度预测中的应用

对煤层气储层进行识别和预测是煤层气勘查工作的一个重要问题。常规的反演方法对储层厚度预测精度不高,不能很好满足实际需要。利用非线性随机反演方法,在充分利用地震资料的基础上,以钻井、测井等已知信息作为约束条件,同时,考虑地下介质的随机性,通过拾取目的层地震反射波振幅、频率、相位等信息,提高了储层预测的精度。该方法在沁水煤田榆社-武乡煤层气区块得到了良好的应用,与实际地质资料对比发现,预测精度与钻井揭露成果吻合率较高,预测的煤层气储层厚度的分布与地质规律吻合。      

琼东南盆地深水钻井关键技术及其实践效果

针对琼东南盆地深水钻井过程中存在的地层孔隙压力预测精度低、井身结构设计要求高、低温异常压力和较窄的钻井液密度安全窗口等难题,通过对区域地层压力预测方法、井身结构优化设计、钻井液技术优化、表层套管固井技术优化、环空圈闭压力控制技术等关键技术的研究和实践,形成了一套适用于该地区的深水钻井关键技术体系,已在该盆地近几年深水井的钻井作业中成功应用,实现了钻井作业时效高、事故率低、费用控制合理的目标。对该盆地后续的深水井钻井作业及类似地区深水井的钻井作业具有借鉴意义。     

充气泡沫泥浆治理长孔段漏涌地层施工工艺探讨

针对长孔段漏涌地层及松散破碎等复杂地层,提出以泡沫泥浆或充气泥浆平衡地层压力的钻进方法,兼备护壁和防止冲洗液漏失的双重作用,实现连续堵漏和护壁,减少堵漏时间,有利于提高钻探效率,降低成本。对干旱缺水地区、全漏失地层钻探施工拓展了新的技术手段。     

基于物质平衡反演法的致密砂岩气藏地层压力计算

压力是气藏的“灵魂”,地层压力是评价气井产能,分析气藏潜力的基础。然而,受到资料完整程度、方法适用条件等因素的限制,大部分气井无法准确获取地层压力。为了评价致密砂岩气藏地层压力,基于少量压力监测资料,采用数学反演思维,提出物质平衡反演法。首先,利用拟稳定流动状态下气井生产数据,拟合Blasingame图版,计算气井动态储量。而后,通过动态储量及一个测压数据进行反演,建立物质平衡方程,代入累产气量,评价地层压力,最后,以大宁–吉县区块致密砂岩气井为例,进行地层压力计算。结果表明:(1) 物质平衡反演法仅需一个测压点,可以评价气井的地层压力变化。(2) 气井原始地层压力差异大,单井地层压力变化复杂,存在多个压力系统。(3) 压力系统不一致与储层非均质性强有关。研究结果对于致密气单井压力计算和致密气藏压力评价提供了可靠的方法,为致密气藏开发方案调整和效益开发奠定了基础。      

大牛地气田欠平衡水平井钻井技术

针对鄂尔多斯北部地区低压低渗地层,常规钻井工艺技术一直是制约钻井效率和及时发现有效保护油气层、影响油气产能的重要因素。为此,近几年在鄂北工区大牛地气田进行了欠平衡钻井工艺和水平井钻井技术的推广应用与研究。介绍了欠平衡钻井技术工艺概况、优点及在大牛地气田水平井中的应用。业已显示,欠平衡钻井技术具有及时发现和有效保护油气层、提高机械钻速、及时评价低压低渗油气层的特点,同时提出了应用中存在的问题和技术难点。