深水盆地高溫高壓環(huán)境下的地層壓力預(yù)測方法研究

趙東睿

摘 要：隨著我國深水盆地高溫高壓環(huán)境下的地層壓力預(yù)測技術(shù)的發(fā)展，其方法也多種多樣。主要運(yùn)用的方法主要有：測井法、經(jīng)驗(yàn)公式法以及地震法等等。但是由于方法的測試會(huì)有許多的限制性，比如一些地形過于復(fù)雜，會(huì)使測量效果不佳，難以保障其準(zhǔn)確度。通過結(jié)合經(jīng)驗(yàn)以及公式，來建立不同地區(qū)、不同構(gòu)造的地層壓力預(yù)測表，從而形成新的常規(guī)經(jīng)驗(yàn)公式。本文通過對(duì)地區(qū)的地層進(jìn)行壓實(shí)范圍的速度進(jìn)行擬合分析。

關(guān)鍵詞：深水盆地 高溫高壓環(huán)境 地層壓力預(yù)測

一、對(duì)于深水盆地高溫高壓環(huán)境下的地層壓力預(yù)測的概述

其中對(duì)于地層壓力預(yù)測中，地層的孔隙壓力和破裂壓力的數(shù)據(jù)是對(duì)其進(jìn)行勘探開發(fā)的重要參數(shù)，也是鉆井液體的密度和井身結(jié)構(gòu)等工作的設(shè)計(jì)依據(jù)。在通常的情況下，由于地層的壓力預(yù)測往往不夠精準(zhǔn)，這就會(huì)給鉆井工作帶來一系列不必要的麻煩，比如常見的井涌、井壁失穩(wěn)以及卡鉆等問題，這些問題嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致火災(zāi)和井噴的發(fā)生，從而 造成嚴(yán)重的安全事故。由此可見，在進(jìn)行研究和開發(fā)預(yù)測地層壓力的計(jì)算方法是對(duì)鉆井施工具有非常重要的意義。

在目前，國內(nèi)外經(jīng)常使用的孔隙壓力計(jì)算方法主要有Eaton 法、等效深度法、經(jīng)驗(yàn)公式法、壓實(shí)趨勢(shì)線法等等。這些方法中，運(yùn)用最廣的要屬于壓實(shí)趨勢(shì)線法，其中對(duì)于欠壓實(shí)作用下形成的壓線趨勢(shì)法效果較好。而其他的方法是不需要建立正常的壓實(shí)趨勢(shì)線的，因?yàn)樗鼈兊念A(yù)測精度較低，只能適合勘探一些成熟度較低的工業(yè)區(qū)。在計(jì)算破裂壓力時(shí)常用的方法有 Eaton 法，但是這種方法對(duì)于孔隙壓力計(jì)算地層壓力預(yù)來說其理論公式存在著較大的局限性，在實(shí)際操作使用的過程中，會(huì)因?yàn)橥ǔ５募僭O(shè)，而使得砂巖段層和鄰近的泥巖段層都具有相似的地層壓力，就使得孔隙的壓力計(jì)算方法的預(yù)測結(jié)果不準(zhǔn)確 。在眾多的對(duì)破裂壓力的計(jì)算方法中，我們要先對(duì)其進(jìn)行假設(shè)，假設(shè)巖層的抗張力強(qiáng)度為零，并且設(shè)定的巖層泊松比為正常數(shù)值，并在實(shí)際的操作中，這些假設(shè)在深水高溫高壓的復(fù)雜地質(zhì)的區(qū)域是不會(huì)成立的，所以在一些復(fù)雜地區(qū)的使用效果不會(huì)特別的理想。

深水盆地由于地球內(nèi)部因?yàn)榈刭|(zhì)層經(jīng)過高溫、高壓以及斷塊擠壓等因素發(fā)育形成的，所以地層的壓力分布就會(huì)十分的復(fù)雜。經(jīng)過研究表明，除了地層一些常規(guī)的欠壓實(shí)作用下導(dǎo)致的超壓現(xiàn)象之外，由于盆地內(nèi)部因?yàn)槟嗟壮练e過多、斷層和大量的砂體等特殊地質(zhì)現(xiàn)象的存在，就會(huì)使得深度超壓與淺層之間的壓力互相竄通，從而形成了淺層高壓帶，并導(dǎo)致局部超壓層面的深度起伏過大。目前我國現(xiàn)有的鉆井地層壓力的預(yù)測值誤差大，不能對(duì)鉆井的要求進(jìn)行滿足。根據(jù)超壓盆地的地質(zhì)特性和常規(guī)的地層壓力計(jì)算法，并通過對(duì)不同區(qū)域的壓實(shí)差異性進(jìn)行考慮，在通過劃分構(gòu)造和區(qū)域，從而建立出符合條件的壓實(shí)趨勢(shì)線，并改進(jìn)常規(guī)的經(jīng)驗(yàn)公式法使其能夠計(jì)算出盆地地層壓力。通過對(duì)地層孔隙壓力的計(jì)算來研究工業(yè)區(qū)物質(zhì)的性質(zhì)參數(shù)分布規(guī)律，從而改進(jìn)了常規(guī)的計(jì)算地層破裂壓力參數(shù)的方法，也進(jìn)一步提高了結(jié)果的精確度。在進(jìn)行最后的程序模塊設(shè)計(jì)時(shí)，就應(yīng)該建立地層軟件預(yù)測計(jì)量平臺(tái)，該平臺(tái)為那些在深水環(huán)境下進(jìn)行勘探工作的順利進(jìn)行提供了技術(shù)的支持。

二、深水高溫高壓地層鉆前壓力預(yù)測面臨的問題

雖然現(xiàn)在我們已經(jīng)取得了對(duì)壓力預(yù)測技術(shù)的顯著成果，但是在深水區(qū)域以及地層壓力預(yù)測的方面還面臨著以下方面的問題：

（一）盆地地形過于復(fù)雜

因?yàn)槭艿綇?fù)雜的斷塊和巖石性質(zhì)的突變和構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的影響，致使因?yàn)檫@些異常的壓力帶分布沒有規(guī)律可循。在盆地的邊緣會(huì)發(fā)現(xiàn)異常的低壓較少，但是異常的高壓卻向頂深方向發(fā)展，并不斷的向著盆地中央超壓地層進(jìn)行逐漸的增加，從而顯現(xiàn)出異常的高壓頂方向變淺，并且壓力的過渡帶變得不明顯，對(duì)于出現(xiàn)異常的壓力系數(shù)突然增加的現(xiàn)象變得較為普遍。

（二）盆地地層壓力成因多變，預(yù)測困難。

由于盆地的區(qū)域背景壓實(shí)規(guī)律較為復(fù)雜多變，難以預(yù)測，所以這也是盆地出現(xiàn)異常高壓的主要原因。由于地質(zhì)因素的影響，盆地的地層壓力系數(shù)不一定會(huì)隨著深度而增加，這就在淺層會(huì)形成異常高壓，導(dǎo)致了預(yù)測的數(shù)值差加大。目前一些常用的方法還是存在著一定的局限性，這也使得預(yù)測的結(jié)果和實(shí)際測量的結(jié)果誤差偏大。然而在盆地一些深水的高溫高壓區(qū)域中，也會(huì)因?yàn)椴煌瑓^(qū)域和構(gòu)造的不同從而在正常壓實(shí)趨勢(shì)中存在明顯的差異，特別是在超壓層的階段。

總 結(jié)

本文通過對(duì)測井的速度和地層沉積的關(guān)系進(jìn)行了一系列的分析，并通過對(duì)區(qū)域和構(gòu)造正常的壓實(shí)趨勢(shì)進(jìn)行構(gòu)建。通過數(shù)據(jù)也得知了在地層不同的深度和巖石特性中，在縱橫波的速度比中，是不會(huì)受到深度的影響。把改進(jìn)的新型經(jīng)驗(yàn)公式運(yùn)用到實(shí)際的生產(chǎn)中，這就會(huì)使測量的結(jié)果誤差較小，精確度也會(huì)得到提高，具有較好的發(fā)展前景。

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