地層壓力隨鉆預(yù)測(cè)技術(shù)在高溫高壓井的應(yīng)用

孫東征楊進(jìn)楊翔騫李中顧純巍

1.中海石油（中國(guó)）有限公司；2.中國(guó)石油大學(xué)（北京）石油天然氣工程學(xué)院；3.中海石油（中國(guó)）有限公司湛江分公司

地層壓力隨鉆預(yù)測(cè)技術(shù)在高溫高壓井的應(yīng)用

孫東征1楊進(jìn)2楊翔騫2李中3顧純巍3

1.中海石油（中國(guó)）有限公司；2.中國(guó)石油大學(xué)（北京）石油天然氣工程學(xué)院；3.中海石油（中國(guó)）有限公司湛江分公司

鶯-瓊盆地高溫高壓井壓力臺(tái)階多、壓力體系復(fù)雜，僅靠鉆前地震資料預(yù)測(cè)難以滿足現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)要求。地層壓力隨鉆預(yù)測(cè)技術(shù)是利用綜合錄井的壓力隨鉆監(jiān)測(cè)結(jié)果，實(shí)時(shí)修正鉆前地層壓力預(yù)測(cè)模型和結(jié)果，從而提高地層壓力預(yù)測(cè)精度。本文結(jié)合高溫高壓Y1井的實(shí)例，應(yīng)用國(guó)際先進(jìn)的EquiPoise系統(tǒng)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)地層壓力隨鉆監(jiān)測(cè)，根據(jù)地層壓力監(jiān)測(cè)的實(shí)際結(jié)果來修正地層壓力預(yù)測(cè)模型，進(jìn)而對(duì)下部未鉆地層的地層壓力進(jìn)行再預(yù)測(cè)。鉆后實(shí)測(cè)壓力驗(yàn)證表明，該方法的地層孔隙壓力預(yù)測(cè)精度達(dá)到94%，說明利用地層壓力隨鉆監(jiān)測(cè)結(jié)果實(shí)時(shí)修正地層壓力預(yù)測(cè)模型，可以實(shí)現(xiàn)提高地層壓力預(yù)測(cè)精度目的，為高溫高壓井鉆井參數(shù)設(shè)計(jì)、鉆井方案調(diào)整和安全控制提供技術(shù)保證。

高溫高壓井；地層壓力；監(jiān)測(cè)；隨鉆預(yù)測(cè)；地震；海上油氣田

在高溫高壓鉆井過程中，孔隙壓力的預(yù)測(cè)一直是整個(gè)鉆井設(shè)計(jì)中鉆井液密度的選擇以及套管下入深度設(shè)計(jì)的重要依據(jù)，尤其是鉆遇重點(diǎn)深層異常高壓段，地層壓力變化總難以掌握規(guī)律［1］。在高溫高壓區(qū)域一些新油氣田初探井中，由于地震資料處理技術(shù)較為粗糙，數(shù)據(jù)顯示分辨率低，僅靠鉆前地震資料作為高溫高壓井預(yù)測(cè)壓力的單一來源，其預(yù)測(cè)精度遠(yuǎn)遠(yuǎn)無法滿足安全鉆進(jìn)的需求［2］。因此，為了更好保證高溫高壓井鉆井作業(yè)安全，減少由于壓力預(yù)測(cè)誤差而導(dǎo)致的井壁溢漏等復(fù)雜工況，有必要在高溫高壓鉆進(jìn)階段引入隨鉆壓力預(yù)測(cè)技術(shù)［3-5］。

目前，國(guó)內(nèi)外高溫高壓井隨鉆壓力預(yù)測(cè)技術(shù)SWD（隨鉆地震預(yù)測(cè)技術(shù)）及中途VSP（垂直地震剖面技術(shù)）等方法［6-7］可對(duì)正鉆層以下100～300 m深度的地層壓力剖面進(jìn)行直接預(yù)測(cè)。本文介紹了另一種依靠隨鉆監(jiān)測(cè)加以修正和確認(rèn)鉆前壓力的高溫高壓井隨鉆預(yù)測(cè)壓力方法，即在鉆遇疑似風(fēng)險(xiǎn)層段之前，將利用最新EquiPoise系統(tǒng)［8］隨鉆技術(shù)監(jiān)測(cè)出來的壓力數(shù)據(jù)，跟地震數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)值進(jìn)行對(duì)比，作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)人員通過綜合分析正鉆層段隨鉆測(cè)試數(shù)據(jù)、鉆井參數(shù)、氣測(cè)顯示等資料實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)井下ECD及井況，并結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)鉆井效果判斷當(dāng)前井眼穩(wěn)定狀況，同時(shí)對(duì)正鉆地層各參數(shù)進(jìn)行確認(rèn)。利用已鉆井段建立層速度與測(cè)井時(shí)差校正模型，根據(jù)校正結(jié)果修正模型系數(shù)，最終對(duì)未鉆層段進(jìn)行孔隙壓力再預(yù)測(cè)。同時(shí)也可利用鉆后數(shù)據(jù)對(duì)比分析，完善預(yù)測(cè)模型，為下一口井的鉆前預(yù)測(cè)做準(zhǔn)備。筆者就如何利用基于EquiPoise隨鉆監(jiān)測(cè)的高溫高壓井隨鉆壓力預(yù)測(cè)技術(shù)進(jìn)行探討。

1 地層壓力隨鉆預(yù)測(cè)原理

Principle of formation pressure prediction while drilling

高溫高壓井地層壓力隨鉆預(yù)測(cè)依據(jù)工作流程可被劃分為鉆前預(yù)測(cè)、隨鉆監(jiān)測(cè)和鉆后分析3個(gè)階段。本文所討論的隨鉆預(yù)測(cè)方法主要基于隨鉆監(jiān)測(cè)，隨鉆監(jiān)測(cè)階段與鉆前預(yù)測(cè)、鉆后評(píng)價(jià)兩部分相輔相成，鉆前模型作為隨鉆監(jiān)測(cè)結(jié)果的參考基礎(chǔ)，鉆后分析對(duì)隨鉆監(jiān)測(cè)準(zhǔn)確度進(jìn)行評(píng)估，三者共同組成高溫高壓井地層壓力隨鉆預(yù)測(cè)整套工作系統(tǒng)，其綜合原理見圖1。

高溫高壓井存在特殊壓力體系，地層非正常壓實(shí)，異常壓力成因復(fù)雜，有時(shí)甚至還夾雜它源壓力成因，尤其對(duì)于海上高溫高壓井，海況環(huán)境不穩(wěn)定，平臺(tái)作業(yè)空間受限，更加大了高溫高壓井的預(yù)測(cè)工作難度，所以對(duì)此類地層壓力預(yù)測(cè)和監(jiān)測(cè)將會(huì)提出更高的要求，測(cè)量精度也會(huì)有很大挑戰(zhàn)。然而，通常采用MDT進(jìn)行的鉆后測(cè)壓，雖然可以比較精準(zhǔn)地測(cè)量孔隙壓力，但該方法成本高，且具有一定滯后性，所以在高溫高壓井的壓力預(yù)測(cè)方面，隨鉆監(jiān)測(cè)就表現(xiàn)得尤為重要。

圖1 高溫高壓井隨鉆預(yù)測(cè)流程Fig.1 Flow chart of prediction while drilling in HTHP well

2 錄井資料處理

Logging data processing

在進(jìn)行隨鉆監(jiān)測(cè)之前，科學(xué)處理高溫高壓井隨鉆錄井資料是有效開展高溫高壓井現(xiàn)場(chǎng)隨鉆監(jiān)測(cè)工作的前提，也是保證隨鉆預(yù)測(cè)精確度的重要基礎(chǔ)，其原理和方法貫穿始終。

科學(xué)處理高溫高壓井隨鉆錄井資料，其處理方法、原理主要基于地層欠壓實(shí)理論。地層深度加深，地層中泥頁巖會(huì)呈現(xiàn)有規(guī)律的壓實(shí)狀態(tài)，對(duì)于正常壓實(shí)地層，若對(duì)大量數(shù)據(jù)點(diǎn)進(jìn)行回歸分析，可發(fā)現(xiàn)其壓實(shí)通常具有一定數(shù)學(xué)擬合規(guī)律趨勢(shì)，當(dāng)某層段泥頁巖壓實(shí)作用偏離正常趨勢(shì)時(shí)，表明該層段屬于欠壓實(shí)狀態(tài)，也就是屬于異常壓力帶。異常壓力大小變化程度和偏離幅度一般成正比關(guān)系，為了量化分析異常壓力，需要結(jié)合隨鉆錄井、測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)以及鉆井液密度、ECD、氣測(cè)、巖性等綜合分析，并選擇合理區(qū)域模型來進(jìn)行壓力計(jì)算。

隨鉆監(jiān)測(cè)中，地層壓力的計(jì)算可按照dc指數(shù)、電阻率以及聲波時(shí)差3種理論方法同時(shí)進(jìn)行，3種計(jì)算方式在數(shù)據(jù)回歸處理上類似。以dc指數(shù)計(jì)算孔隙壓力為例介紹錄井資料處理技術(shù)。

2.1 dc指數(shù)定義與計(jì)算

Definition and calculation of index dc

dc指數(shù)綜合考慮了地層的壓實(shí)規(guī)律和壓差對(duì)鉆速的綜合影響，所以又稱為地層的可鉆性指數(shù)。泥頁巖正常壓實(shí)的地層，隨著埋深加大，泥頁巖由于受到其上覆壓力的累積，孔隙度呈逐漸減小趨勢(shì)，巖石逐漸變得致密，從而造成鉆井時(shí)鉆速降低，此時(shí)dc指數(shù)變大。另外，還應(yīng)該綜合考慮鉆頭尺寸、鉆壓轉(zhuǎn)速、鉆井液性能、ECD、水力因素等鉆井參數(shù)在具體計(jì)算中對(duì)dc指數(shù)計(jì)算模型修正［9］

將公式中參數(shù)統(tǒng)一規(guī)范化處理

式中，R為機(jī)械鉆速，m/min；T為鉆時(shí)，min/m；W為鉆壓，kN；N為轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速，r/min；B為鉆頭直徑，mm； ρec為循環(huán)當(dāng)量鉆井液密度，g/mm3；GH為靜水壓力梯度，g/mm3。

2.2 正常壓力趨勢(shì)線建立

Preparation of normal pressure trend line

由于不同區(qū)域地層壓實(shí)狀況不同，壓實(shí)規(guī)律有所差異，所以正常壓實(shí)趨勢(shì)會(huì)遵照不同的回歸模式，有指數(shù)型、對(duì)數(shù)型還有多項(xiàng)式型等，需要選取合適的趨勢(shì)線以及反映該地區(qū)地層特性的地區(qū)指數(shù)。利用dc指數(shù)法建立正常壓實(shí)趨勢(shì)線通常選擇一段連續(xù)的淺部地層泥頁巖的隨鉆錄井實(shí)測(cè)dc指數(shù)值，分析散點(diǎn)趨勢(shì)，建立趨勢(shì)線，期間結(jié)合實(shí)際鉆井參數(shù)、巖性、鉆井液密度變化等綜合反映，判斷趨勢(shì)線幅度偏差并反復(fù)進(jìn)行微調(diào)，直至能比較好地符合理論正常壓實(shí)作用的真實(shí)趨勢(shì)線。這里，修正dc指數(shù)法正常壓實(shí)趨勢(shì)線為指數(shù)型，其基本公式為

對(duì)式（3）取對(duì)數(shù)

式中，H為井深，m；b為斜率； a為截距。

根據(jù)測(cè)錄井實(shí)測(cè)dc值與擬合得到的正常泥頁巖壓實(shí)趨勢(shì)線之間的偏差，可以大致判斷壓實(shí)狀況，實(shí)測(cè)值相對(duì)正常趨勢(shì)偏左表明該處欠壓實(shí)，屬異常高壓，偏右為異常低壓。

2.3 地層孔隙壓力梯度計(jì)算

Calculation of formation pore pressure gradient

建立正常壓實(shí)趨勢(shì)線之后，利用dc指數(shù)、聲波時(shí)差以及電阻率計(jì)算地層壓力可以選擇等效深度法、伊頓法和比率法，其中伊頓法適應(yīng)性最好，誤差能很好地控制在一定合理范圍內(nèi)。因此在隨鉆錄井中通常采用伊頓法對(duì)孔隙壓力進(jìn)行計(jì)算，以計(jì)算dc指數(shù)為例

式中，G0為上覆巖層壓力梯度，g/cm3；GH為地層靜水壓力梯度，g/cm3；Dw為海水深度，m； Htb為補(bǔ)心高度，m；Dv為垂直深度，m；ρw為海水密度，g/cm3；ρwf為地層水密度，g/cm3； dcs為實(shí)測(cè)dc指數(shù)值；dcn為dc指數(shù)正常趨勢(shì)值； GDp為地層壓力梯度，g/cm3；n為伊頓指數(shù)（地區(qū)指數(shù)）。

同樣，電阻率、聲波時(shí)差正常壓力趨勢(shì)線的處理方式與上述dc指數(shù)法相同，兩者也采用伊頓法來建立孔隙壓力梯度，電阻率計(jì)算孔隙壓力公式為

聲波時(shí)差計(jì)算孔隙壓力公式為

式中，GRp為電阻率計(jì)算的孔隙壓力梯度，g/cm3；dRs為實(shí)測(cè)泥巖電阻率值，Ω·m；dRn為電阻率正常趨勢(shì)值，Ω·m；GTp為聲波時(shí)差計(jì)算的孔隙壓力梯度，g/cm3；dTs為實(shí)測(cè)聲波時(shí)差值，μs/m；dTn為聲波時(shí)差正常趨勢(shì)值，μs/m。

2.4 地層壓力計(jì)算模型系數(shù)修正

Correction of formation pressure calculation model coefficient

利用已鉆井段建立地震層速度與測(cè)井時(shí)差校正模型，便可由鉆頭下部未鉆地層的地震特征參數(shù)作出對(duì)應(yīng)的外推預(yù)測(cè)，得出鉆頭下部地層的時(shí)差預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)。根據(jù)校核后的速度資料結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)地層壓力隨鉆結(jié)果，挑除鉆前地震預(yù)測(cè)中不合理點(diǎn)，利用人工智能理論得出修正后地層壓力計(jì)算模型系數(shù)。

加入修正系數(shù)后的地層壓力計(jì)算模型如下

式中，α和β為修正模型系數(shù)，Gp為修正模型計(jì)算得到的地層壓力值。對(duì)于不同地區(qū)，α和β取值范圍有一定差異；對(duì)于同一區(qū)域數(shù)據(jù)，α和β取值可隨巖心、成巖程度等因素變化。

2.5 未鉆開地層的地層壓力預(yù)測(cè)

Prediction of formation pressure of undrilled strata

由修正后地層壓力計(jì)算模型系數(shù)，對(duì)全井段重新進(jìn)行地層壓力預(yù)測(cè)。若已鉆井段預(yù)測(cè)結(jié)果與鉆后實(shí)測(cè)情況符合，可進(jìn)一步預(yù)測(cè)鉆頭下部未鉆開地層的地層壓力，若相差較大，則繼續(xù)進(jìn)行模型修正，如此反復(fù)，直至滿足精度要求。

3 EquiPoise隨鉆監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

Equipoise monitoring while drilling system

3.1 EquiPoise實(shí)時(shí)地層壓力錄井原理

Principle of Equipoise real-time formation pressure logging

EquiPoise系統(tǒng)能利用計(jì)算機(jī)以及局域網(wǎng)將實(shí)時(shí)鉆井中錄、測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)同步到通信端口，經(jīng)實(shí)時(shí)傳輸至現(xiàn)場(chǎng)隨鉆監(jiān)測(cè)人員，配合現(xiàn)場(chǎng)錄井專家分析實(shí)鉆參數(shù)、巖性、鉆井液密度、氣測(cè)含量等反饋資料，再利用基于地層欠壓實(shí)理論的隨鉆壓力計(jì)算軟件，實(shí)現(xiàn)各階段數(shù)據(jù)的綜合回放與實(shí)時(shí)處理。

該系統(tǒng)除了能監(jiān)測(cè)、分析隨鉆孔隙壓力，還能進(jìn)行包括鉆前壓力預(yù)測(cè)、監(jiān)測(cè)的綜合評(píng)價(jià)，服務(wù)范圍可用于單井鉆進(jìn)周期的各個(gè)階段，并不只局限于鉆井時(shí)。隨鉆過程中該系統(tǒng)最大優(yōu)勢(shì)在于能較大程度幫助工程師減少人為因素的干擾，全面實(shí)時(shí)地對(duì)地層壓實(shí)狀態(tài)進(jìn)行評(píng)價(jià)，從而能比較精準(zhǔn)地獲取地層真實(shí)孔隙壓力情況。

3.2 EquiPoise實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)工作方法和過程

Operation method and process of Equipoise real-time monitoring

EquiPoise系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)遵循一定的步驟，計(jì)算步驟范圍可從鉆前資料的收集與壓力預(yù)測(cè)部分一直延伸至最終地層壓力的校正，其具體計(jì)算步驟如圖2所示。

3.3 EquiPoise實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)

Evaluation on Equipoise real-time monitoring

（1）觀察井筒坍塌情況：對(duì)隨鉆監(jiān)測(cè)中返出的掉塊進(jìn)行收集分析，觀察其形態(tài)，統(tǒng)計(jì)掉塊數(shù)量，一般評(píng)價(jià)認(rèn)為掉塊形狀多數(shù)呈扁平系列即代表井筒內(nèi)具有異常壓力不平衡的特征。

（2）觀察現(xiàn)場(chǎng)氣測(cè)和液面特征：主要監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)鉆進(jìn)過程中是否發(fā)生單根氣，是否曾達(dá)到氣體峰值，鉆井背景氣測(cè)量和鉆井液背景氣含量是否趨勢(shì)穩(wěn)定，以及后效氣狀態(tài)和井口液面位置變化。

圖2 EquiPoise系統(tǒng)實(shí)時(shí)壓力計(jì)算步驟Fig.2 Equipoise real-time pressure calculation procedure

（3）監(jiān)測(cè)扭矩：監(jiān)測(cè)正常鉆井過程中鉆頭扭矩以及接立柱過程中井底上提鉆具時(shí)的扭矩，通過實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)兩者并對(duì)比，能有效反映井眼的清潔程度。

（4）綜合監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)：綜合評(píng)價(jià)掉塊、扭矩、氣測(cè)、液面等特征，跟蹤校對(duì)隨鉆過程各環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)，分析參數(shù)的可靠性，最終整體把握監(jiān)測(cè)效果，優(yōu)化實(shí)時(shí)評(píng)價(jià)結(jié)果。

4 應(yīng)用實(shí)例

Application case

4.1 基本概況以及鉆前預(yù)測(cè)

Basic summary and predrilling prediction

Y1井是南海海域一口高溫高壓探井，所處水深為106 m，井深4 930 m，井底溫度204 ℃。圖3為根據(jù)鉆前地震層速度初步預(yù)測(cè)的Y1井的地層壓力剖面，從圖中可看出，該井1 700 m之前壓力系數(shù)在1.0附近波動(dòng)，屬正常靜水壓力體系。而從1 700 m以下開始，壓力開始逐漸抬升，主要目的層附近孔隙壓力系數(shù)范圍為1.83～1.86，次要目的層孔隙壓力系數(shù)范圍1.62～1.64，次要目的層附近層段位于4 200～4 600 m之間還存在一個(gè)壓力反轉(zhuǎn)帶，然而僅僅依靠鉆前地震預(yù)測(cè)結(jié)果來預(yù)防鉆井中鉆遇壓力反轉(zhuǎn)帶所帶來的潛在風(fēng)險(xiǎn)肯定無法滿足現(xiàn)場(chǎng)安全要求，因此需要在鉆至指定深度段時(shí)進(jìn)行隨鉆監(jiān)測(cè)，以修正鉆前預(yù)測(cè)結(jié)果。

圖3 Y1井鉆前預(yù)測(cè)壓力剖面Fig.3 Predrilling predicted pressure profile of Well Y1

4.2 EquiPoise隨鉆監(jiān)測(cè)

Equipoise monitoring while drilling

從鉆至4 294 m開始，利用EquiPoise系統(tǒng)分2次通過隨鉆錄井得到136 m井段（4 294～4 430 m）和95 m井段（4 431～4 526 m）實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的dc指數(shù)、電阻率和聲波時(shí)差值隨深度的變化，將2次測(cè)量結(jié)果合并繪制圖4。4 294～4 350 m井段，dc指數(shù)和電阻率緩慢靠近趨勢(shì)線，壓實(shí)狀態(tài)略好；4 350～4 393 m，dc指數(shù)和電阻率慢慢遠(yuǎn)離趨勢(shì)線，反映此段地層欠壓實(shí)程度緩慢變大；4 294～4 393 m聲波時(shí)差在189～264 μs/m（60～84 μs/ft）的范圍波動(dòng)中遠(yuǎn)離趨勢(shì)線。且根據(jù)監(jiān)測(cè)分析，4 393～4 430 m受巖性灰質(zhì)含量的影響，3種監(jiān)測(cè)結(jié)果都與地層壓實(shí)狀態(tài)無關(guān)，這與開始通過鉆前預(yù)測(cè)的壓力趨勢(shì)結(jié)果有所區(qū)別。4430～4 526 m，dc指數(shù)前段部分緩慢遠(yuǎn)離趨勢(shì)線，反映欠壓實(shí)略微加劇。從4 461 m開始，dc指數(shù)開始緩慢靠近趨勢(shì)線，反映此段地層壓實(shí)程度好轉(zhuǎn)。

圖4 dc指數(shù)、電阻率、聲波時(shí)差值隨深度變化Fig.4 Variation of index dc,resistivity and interval transit time with the depth

對(duì)4 294～4 526 m監(jiān)測(cè)結(jié)果的整體壓實(shí)程度變化狀況進(jìn)行分析，并依據(jù)伊頓經(jīng)驗(yàn)法利用dc指數(shù)、電阻率、聲波時(shí)差數(shù)據(jù)進(jìn)行孔隙壓力隨鉆實(shí)時(shí)計(jì)算，并進(jìn)行孔隙壓力綜合評(píng)價(jià)。計(jì)算結(jié)果顯示，4 294～4430 m，綜合評(píng)價(jià)后孔隙壓力先由1.70 g/cm3降至1.68 g/cm3，后快速升至1.70 g/cm3；4 431～4 526 m，綜合評(píng)價(jià)后孔隙壓力先由1.70 g/cm3下降至1.60 g/cm3，后逐漸升至1.62 g/cm3。

4.3 結(jié)果檢驗(yàn)與分析

Result verification and analysis

根據(jù)已鉆井段隨鉆監(jiān)測(cè)值情況，將層速度轉(zhuǎn)換成相對(duì)時(shí)差并與已鉆井段測(cè)井時(shí)差數(shù)據(jù)進(jìn)行校核修正，挑除地震預(yù)測(cè)壓力異常點(diǎn)，最終得到修正系數(shù)（α=0.94，β=2.9）。利用修正模型重新計(jì)算地層壓力，圖5為Y1井鉆至壓力反轉(zhuǎn)風(fēng)險(xiǎn)層段處根據(jù)隨鉆監(jiān)測(cè)情況利用修正系數(shù)模型計(jì)算出的下部未鉆開層孔隙壓力預(yù)測(cè)值與鉆前預(yù)測(cè)值的對(duì)比圖。可以看出，首先相比鉆前預(yù)測(cè)，已鉆井段隨鉆監(jiān)測(cè)值更接近鉆后MDT實(shí)測(cè)值；其次，修正模型計(jì)算出的未鉆開層孔隙壓力趨勢(shì)與鉆后實(shí)測(cè)也非常符合，并且鉆前所預(yù)測(cè)的壓力反轉(zhuǎn)風(fēng)險(xiǎn)帶事實(shí)證明也并未出現(xiàn)，說明隨鉆監(jiān)測(cè)與隨鉆預(yù)測(cè)結(jié)果都非常貼近實(shí)際壓力情況，而鉆前地震資料預(yù)測(cè)的結(jié)果只能一定程度上大致描述孔隙壓力的走勢(shì)，無法保證局部預(yù)測(cè)精確度。

圖5 Y1井壓力反轉(zhuǎn)風(fēng)險(xiǎn)段隨鉆監(jiān)測(cè)值與鉆前預(yù)測(cè)值對(duì)比Fig.5 Composite diagram of formation pressure monitoring while drilling in Well Y1

統(tǒng)計(jì)了Y1井將近350 m（4 030～4 374 m）已鉆井段監(jiān)測(cè)吻合度及將近400 m（4 750～5 138 m）下部未鉆層預(yù)測(cè)精確度情況。從EquiPoise系統(tǒng)隨鉆監(jiān)測(cè)值與鉆后MDT測(cè)壓值對(duì)比來看，監(jiān)測(cè)值與MDT測(cè)壓值吻合度非常高，吻合率均在96%以上；從未鉆開層修正模型預(yù)測(cè)值與鉆后MDT測(cè)壓值對(duì)比來看，預(yù)測(cè)精確度均在94%以上，兩方面數(shù)據(jù)更加體現(xiàn)了隨鉆監(jiān)測(cè)與預(yù)測(cè)技術(shù)在高溫高壓井應(yīng)用中的準(zhǔn)確性、前瞻性和穩(wěn)靠性。對(duì)比結(jié)果如圖6和圖7所示。

圖6 Y1井已鉆井段孔隙壓力隨鉆監(jiān)測(cè)吻合度情況Fig.6 Coincidence of monitored pore pressure while drilling of layers drilled by Well Y1

此外，整個(gè)過程EquiPoise系統(tǒng)同時(shí)也監(jiān)測(cè)到全井段（4 294～4 526 m）在經(jīng)過隨鉆修正后現(xiàn)場(chǎng)的鉆井背景氣測(cè)為0.31%～0.81%，鉆井液背景氣為0.14%～0.26%，氣測(cè)趨勢(shì)均很穩(wěn)定，鉆井過程中未發(fā)現(xiàn)單根氣及氣體峰值，期間也沒有發(fā)生憋扭矩或阻卡掉塊等現(xiàn)象，綜合現(xiàn)象表明EquiPoise隨鉆監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在高溫高壓隨鉆預(yù)測(cè)中確實(shí)有效可靠，能夠及時(shí)糾正鉆前預(yù)測(cè)的地層壓力，保證高溫高壓鉆井安全順利進(jìn)行。

圖7 Y1井未鉆開層孔隙壓力隨鉆預(yù)測(cè)精度情況Fig.7 Accuracy of pore pressure prediction while drilling of layers undrilled by Well Y1

5 結(jié)論

Conclusions

（1）地層壓力隨鉆預(yù)測(cè)技術(shù)能很好地應(yīng)用在高溫高壓井，實(shí)踐表明預(yù)測(cè)精度可超過94%，能對(duì)未鉆地層的壓力預(yù)測(cè)進(jìn)行標(biāo)定與修正，有效規(guī)避溢漏風(fēng)險(xiǎn)，保證高溫高壓井安全鉆井。

（2）利用已鉆井段地震數(shù)據(jù)與測(cè)井時(shí)差數(shù)據(jù)可建立校正模型，從而在高溫高壓隨鉆過程中及時(shí)修正模型系數(shù)，可對(duì)下部未鉆地層進(jìn)行再預(yù)測(cè)，直至滿足精度要求。

（3）高溫高壓井隨鉆預(yù)測(cè)中隨鉆監(jiān)測(cè)尤為重要，EquiPoise系統(tǒng)能高效監(jiān)測(cè)鉆進(jìn)，能針對(duì)高溫高壓井壓力模糊段進(jìn)行局部修正，且監(jiān)測(cè)效果良好，與鉆后實(shí)測(cè)值吻合度均在96%以上。

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（修改稿收到日期 2016-10-11）

〔編輯 朱 偉〕

Application of formation pressure prediction while drilling technology in HTHP wells

SUN Dongzheng1,YANG Jin2,YANG Xiangqian2,LI Zhong3,GU Chunwei3
1.China National Offshore Oil Corporation,Beijing 100010,China;
2.College of Oil and Gas Engineering,China Uniνersity of Petroleum,Beijing 102249,China;
3.CNOOC China Limited Zhanjiang Branch,Zhanjiang 524057,Guangdong,China

In the Ying-Qiong Basin,HTHP wells are suffered from multiple pressure steps and complex pressure systems,so the field operation cannot be carried out satisfactorily only based on the predrilling seismic data prediction.The formation pressure prediction while drilling technology corrects in real time the predrilling formation pressure prediction model and the prediction results by using the pressure monitoring results while drilling of compound logging,so as to increase the formation pressure prediction accuracy and protect oil and gas layers effectively.In this paper,a case study was carried out on HTHP Well Y1.In this well,internationally advanced Equipoise system is used for formation pressure monitoring while drilling in place.The formation pressure prediction model is corrected according to the actual monitoring results of formation pressure,and then the pressure of undrilled formation in the lower part is re-predicted.The measured pressure after the drilling indicates that the prediction accuracy of formation pore pressure based on this method is up to 94%.The practical application shows that formation pressure monitoring while drilling can be used to correct the formation pressure prediction model and increase the formation pressure prediction accuracy.It provides the technical support for the drilling parameter design of HTHP wells,drilling plan adjustment and safety control.

HTHP well;formation pressure;monitoring;prediction while drilling;seismic;offshore oil and gas field

孫東征，楊進(jìn)，楊翔騫，李中，顧純巍.地層壓力隨鉆預(yù)測(cè)技術(shù)在高溫高壓井的應(yīng)用［J］ .石油鉆采工藝，2016，38（6）：746-751.

TE521

A

1000-7393（ 2016 ） 06-0746-06

10.13639/j.odpt.2016.06.006

:SUN Dongzheng,YANG Jin,YANG Xiangqian,LI Zhong,GU Chunwei.Application of formation pressure prediction while drilling technology in HTHP wells［J］.Oil Drilling &Production Technology,2016,38(6):746-751.

國(guó)家自然科學(xué)基金“海洋深水淺層鉆井關(guān)鍵技術(shù)基礎(chǔ)理論研究”（編號(hào)：51434009）；國(guó)家自然科學(xué)創(chuàng)新研究群體項(xiàng)目“復(fù)雜油氣井鉆井與完井基礎(chǔ)研究”（編號(hào)：51221003）。

孫東征（1973-），高級(jí)工程師，現(xiàn)主要從事海上鉆完井技術(shù)研究和管理工作。通訊地址：（100010）北京朝陽區(qū)中國(guó)海洋石油大廈。