基于两种压实趋势线计算地层孔隙压力的新方法

２４　２０１５年第１期　总第２０５期　国外测井技术　ＷＯＲＬＤ　ＷＥＬＬ　ＬＯＧＧＩＮＧ　ＴＥＣＨＮ０Ｌ０ＣＹ　Ｆｅｂ．２０１５　Ｔｏｔａｌ　２０５　・基础科学・　基于两种压实趋势线计算地层孔隙压力的新方法　桂俊川　陈颖杰　１．西南石油大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室２．中国石油西南油气田公司勘探事业部　摘要：地层孔隙压力是研究井壁稳定和钻井液密度选择中的关键参数之一，伊顿法是获取地层孔　隙压力的一种比较实用的方法。利用伊顿法计算地层孔隙压力需要构建正常压实趋势线，但用泥　岩层的测井数据构建的正常压实趋势线去反算砂岩层的正常压实数据并不合理，这会导致砂岩地　层尤其是储层的孔隙压力计算结果偏低。在伊顿法的基础上，本文构建了泥岩地层和砂岩地层的　正常压实趋势线，并分别计算两种地层的孔隙压力，将计算结果同重复式电缆地层测试器测试结　果对比分析，结果表明，用砂岩压实趋势线计算的储层孔隙压力优于用泥岩压实趋势线计算的储　层孔隙压力。　关键词：孔隙压力；测井资料；伊顿法；压实趋势线　Ｏ　引言　孔隙压力一般指地层中孔隙流体的压力，是储　层能量的反映ｕ＿－１，其大小是研究井壁稳定和钻井液　密度选择中的关键参数之一　。地层孔隙压力的获　取方法可以分为：钻前压力预测、随钻压力监测、测　井压力检测、实测压力四大类　。尽管实测压力能获　（特别是储层段，通常为砂岩层），尽管由于压力的传　递效应，砂岩储层和泥岩盖层处于同一压力系统，但　是由于砂岩和泥岩骨架不同，两者的压实程度往往　不一样，这就好比两块海绵（泥岩）中间夹了一块泡　沫（砂岩），声波在两者中的传播时差肯定是不相同　的。泥岩与砂岩没有本质的区别都属于碎屑岩其变　形机制和渗流机制都是相同的嗍，能构建泥岩层的正　取准确的地层孔隙压力值，但由于其测试成本高，测　量的数据点有限等原因，并不是现场应用的主要方　法。而利用测井资料计算地层孔隙压力具有成本　低，连续性好，分辨率高等特点而受到广泛应用。　利用测井资料计算地层孔隙压力方法主要有等　常压实趋势线也就能够构建砂岩层的正常压实趋势　线。因此用正常压实的纯泥岩地层的声波时差去反　演储层段的孔隙压力并不合理。　１伊顿法基本原理　伊顿法是计算地层孔隙压力的一种常用的方法，　它是根据美国墨西哥湾等地区经验及测井资料建立起　来的计算地层压力的模型ｍ，其计算公式如式（１）所示。　Ｐｐ＝　一（ｃｒ　一Ｐ　）（Ｌ’／Ｌ）　（１）　效深度法、伊顿法和有效应力法，其中伊顿法综合考　虑了除压实作用以外其它异常压力形成机制，并总　结参考了钻井实测压力与各测井信息之间的关系，　是一种比较实用的方法　。伊顿法的使用前提是要　构建正常压实趋势线，常规的做法是选取纯泥岩层　声波时差数据并剔除掉扩径段和异常点，建立声波　时差随深度变化的关系式。但这种方法有个缺点，　用构建的压实趋势线反演的正常压实的声波时差是　纯泥岩地层的声波时差。地层往往是砂泥岩互层　式中：仃　为上覆地层压力，通常用密度测井曲　线通过积分的方式求取，ＭＰａ；ｐｗ为地层水静液柱压　力，ＭＰａ；ｃ为伊顿（压实）指数，研究地区取值为　０．２７４；Ｌ　，Ｌ为所选取的测井或钻井参数，可为纵波时　差、电阻率、层速度、ｄｃ指数等，且满足Ｌ　／Ｌ＜１。　基金项目：国家重点基础研究发展计划（９７３计划）课题“页岩气水平井钻完井关键技术研究”（编号：２０１３ＣＢ２２８００３）。　作者简介：桂俊川（１９８９一），男，２０１２年毕业于西南石油大学石油工程专业，现为西南石油大学２０１２级油气井工程硕士研究生，　从事岩石力学、偶极声波测井和随钻测井的精细解释及其在油气井工程中的应用研究。　国外测井技术　２０１５年２月　图２为ＬＤ２井地层孑Ｌ隙压力处理结果成果图。　图中第六道为地层孔隙压力剖面。从上到下，Ｐｐ０　４结论与建议　（１）地层孔隙压力是研究井壁稳定和钻井液密　度选择中的关键参数之一。基于测井资料，用伊顿　法计算地层孔隙压力是获得孔隙压力的常用方法；　（２）伊顿法的使用前提是要构建正常压实趋势　线，常规的做法是构建纯泥岩层声波时差随深度变　化的关系式。但这种方法的缺点就是用构建的泥岩　压实趋势线反演砂岩储层的孔隙压力，因为泥岩和　砂岩的压实程度并不相同。　（３）通过分别构建泥岩和砂岩的正常压实趋势　表示由泥岩压实趋势线反演得到的地层孔隙压力。　Ｐｐｌ表示当泥质含量小于２０％时由砂岩压实趋势线　反演，其余部分由泥岩反演得到的地层孔隙压力。　ＲＦＴ表示重复式电缆地层测试器获得的实测孔隙压　力。从图２可知，在泥岩层及砂泥岩互层，ＰｐＯ和　Ｐｐ１是重合的，在砂岩层的差别较大，但两者的变化　趋势一致，ＰｐＯ计算的砂岩储层的孔隙压力普遍小　于周围泥岩层孔隙压力，而Ｐｐｌ计算的砂岩储层的　孔隙压力则高于周围泥岩层的孔隙压力。　泥岩孔隙度小，且比较致密，无法直接获取泥岩　层孔隙压力，地层孔隙压力的实测数据主要来自泥　页岩层间或附近的渗透性地层，有的学者认为大段　渗透性地层孔隙压力往往低于相邻泥页岩的孑Ｌ隙压　力ｎ　“　，但是他得到的结果在某些层段却是在砂岩地　层的孔隙压力大于泥岩地层的孔隙压力。砂岩地层　的孔隙压力小于周围泥岩地层的孔隙压力，这种观　点在大段渗透性地层是成立的。当储层的物性较　好，孔隙度大，渗透率高，孔隙压力能够得到有效释　放，因此砂岩储层的孔隙压力小于周围泥岩层的孔　线，在储层段用砂岩压实趋势线去反演储层孑Ｌ隙压　力，得到的结果优于传统的用泥岩压实趋势线得到　的孔隙压力。　参考文献：　［１】时贤、程远方、梅伟，基于测井资料的地层孔隙压力预测方　法研究【『Ｊ，石油天然气学报，２０１２，３４（０８）：９４－９８．　【２］杨振平、昊波、王勇，Ｅａｔｏ法预测Ｍ油田地层孔隙压力　，　石油天然气学报，２０１２，３４（０９）：１８１－１８７．　ｆ３】左星、何世明、黄桢等，泥页岩地层孔隙压力的预测方法　Ｕ１，断块油气田，２００７，１４（０１）：２４－２６．　【４】樊洪海，测井资料检测地层孔隙压力传统方法讨论【ｌ】，石　油勘探与开发，２００３．３０（０４）：２７—２９．　隙压力。但是这种观点在平均孔隙度小于５％，渗透　率小于１ＭＤ的鄂尔多斯盆地并不成立。由于储层　物性差，孔隙度小，渗透率低，烃类在储层中生成后，　不能及时的排出，造成“憋压”的现象，使得储层的孔　隙压力大于周围泥岩层的孔隙压力。　ｆ５ｌ胡南、夏宏泉、付建红，大港油田港中区块地层三压力剖面　的建立及应用Ⅱ］，钻采工艺，２０１１，３４（４）：１０５—１０８．　【６１李传亮，等效深度法并不等效Ⅱ］，岩性油气藏，２００９，２１Ｎ）．　［７］Ｅａｔｏｎ　Ｂ　Ａ．Ｔｈｅ　ｅｑｕａｔｉｏｎ　ｆｏｒ　ｇｅｏｐｒｅｓｓｕｒｅ　ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ　ｆｒｏｍ　ｗｅｌｌ　ｌｏｇｓⅡ】．ＳＰＥ５５４４一ＭＳ１９７５．　统计该井在４７６５ｍ及４７７０．５ｍ处三种孔隙压力　结果，在４７６５ｍ处，ＰｐＯ、Ｐｐｌ与实测结果的相对误差　分别为６．３９％、１．７９％；在４７７０．５ｍ处，Ｐｐ０、Ｐｐｌ与实　测结果的相对误差分别为５．２８％、１．２５％。尽管两种　【８】臧艳彬、王瑞和、王子振等，利用Ｅａｔｏｎ法计算地层孔隙压　力的不确定性分析【ｌＪ，西南石油大学学报，２０１２，３４（４）．　【９］李凤杰、王多云、徐旭辉，鄂尔多斯盆地陇东地区三叠系延　长组储层特征及影响因素分析　，石油实验地质，２００５，０４．　【１０］Ａｌｌ：Ｋａｎｔ　ＪＬ．Ｅｘｐｆｉｃｉｔ　ｐｏｒｅ—ｐｒｅｓｓｕｒｅ　ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ：ｃｏｎｃｅｐｔ　ａｎｄ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　Ｕ］．ＳＰＥ　Ｄｒｉｌｉｎｇ　Ｅｎｇｉｎｅｅｉｆｎｇ，１９９１，Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ．　孔隙压力的计算结果均满足工程应用需求，但是　Ｐｐｌ的结果优于Ｐｐ０。　【１１］樊洪海，适于检测砂泥岩地层孔隙压力的综合解释方　法［Ｉ１，石油勘探与开发，２００２，２９（０１）：９０—９２．　・市场动态・　道达尔公司赞助清华气候变化研究项目　ＰＢＮ讯１月２１日，道达尔公司和清华大学签署了一项为期２年的研究赞助项目，支持清华大学开展的　能源与气候变化研究合作项目。　道达尔公司此次赞助的研究项目是清华大学和麻省理工学院合作开展的“中国能源与气候”项目，旨在　更好地了解中国能源市场的动态和能源相关政策的制定流程。清华大学希望通过与道达尔公司的合作，更　深入了解国际能源市场。　（刘慧云）