专利名称：一种利用测井资料检测高压盐水层孔隙压力的方法
技术领域：
本发明涉及一种利用测井资料检测高压盐水层孔隙压力的方法，更具体地说，涉 及一种基于趋势面理论利用测井资料来检测高压盐水层孔隙压力的方法。
背景技术：
在石油钻井尤其是深井、超深井钻探过程中，经常钻遇盐(膏)层，中国大陆钻探 发现的盐(膏)层分布范围广泛，塔里木、江汉、四川、胜利、中原、华北、新疆、青海、长庆等 油田都曾有钻遇盐(膏)层时发生卡钻、套管挤毁、严重溢流，甚至油井报废的恶性事故。盐 (膏)层一般属潟湖陆相沉积和滨海相沉积，盐间发育的水层常具有高压、高矿化度特征， 被钻井专家形象地称为“盐老虎”。钻遇高压盐水层，常会污染钻井液、井壁稳定变差，由于 异常压力预测困难，盐水外溢时常造成井内溢流、上吐下泻，甚至井喷、井眼报废等严重事 故。若能够准确预测高压盐水层孔隙压力，就可以为钻井设计时确定安全钻井液密度提供 科学依据，以有效阻止盐水层井下复杂和其他恶性事故的发生。为此本发明中的创作人凭借其多年从事相关行业的经验与实践，并经潜心研究与 开发，终于创造出一种利用利用测井资料检测高压盐水层孔隙压力的方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种利用测井资料检测高压盐水层孔隙压力的方法，利用 该方法可以检测高压盐水层孔隙压力，以便在钻井设计时为确定安全钻井液密度提供科学 依据，以有效阻止盐水层井下复杂和其他恶性事故的发生。本发明中利用测井资料检测高压盐水层孔隙压力的方法，包括有下列步骤1)钻井过程中，根据岩屑录井确定盐(膏)层段，记录钻井过程溢流时的钻井液密 度P、粘度μ、井口处钻井液返速Vs、立压Pt及钻头所在深度h，得到不同深度处溢流特征 数据系列{h(i)，ρω，y(i),vs(i),pt(i)}；2)根据有效应力原理和等效深度法原理，计算深度h(i)处的盐水层孔隙压力，利 用实钻数据修正后得到不同深度处盐水层孔隙压力数据系列{h(i)，pp(i)}；3)根据测井资料记录的不同深度地层测井响应系统，找出h(i)处的声波时差值 DT(i)、自然伽马值GR(i)和自然电位值SP(i)，得到不同深度处盐水层孔隙压力与测井相应数 据系列{}ιω，ρρω，0Τω，6Κω，5Ρω}；4)根据声波时差、自然电位值测井数据，通过线性回归方法建立正常压力趋势方 程DTn = a+blnhSPn = c+dlnh ；5)建立不同深度处盐水层孔隙压力与声波时差偏移值ADT(DT-DTn)、自然电位偏 移值ASP(SP-SPn)值、自然伽马值数据系列{h(i)，pp⑴，ADT⑴，GR(i)，ASP(i)}；6)通过趋势面法，建立孔隙压力检测方程，pp = f (ADT，GR, ASP)；
7)孔隙压力检测(A)地层为盐水层，(B)建立正常压力趋势方程，(C)得到不同深度处盐水层声波时差偏移值Δ DT、自然电位偏移值Δ SP值、自然 伽马值数据系列Ih⑴，ADT(i),GR(i), ASP(i)},(D)代入pp = f (ADT，GR, Δ SP)，得到不同深度处的孔隙压力。所述步骤2)中的方法是由弹性波传播理论建立深度h(i)与孔隙度Φ ω —有序序 列[h(i)，Φ (i)](沉积岩孔隙度随深度变化剖面)，由有效应力原理和正常压实理论建立起深
度h(i)、等效深度碌>与孔隙压力<数据系列[广，妒,/^。所述步骤3)中的方法是依据不同深度地层测井响应系统，找出h(i)处的声波时差
值DT(i)、自然伽马值GR(i)和自然电位值SP(i)响应特征，将步骤2)中的[Γ,碌^if]序列与
声波时差值DT(i)、自然伽马值GR(i)和自然电位值SP(i)进行多项式趋势面分析，得到不同深 度处盐水层孔隙压力与测井相应数据系列{h(i)，pp(i)，DT(i)，GR(i)，SP(i)}。所述步骤4)中的方法是将测井数据DT(i)、SP⑴通过线性回归方法建立正常压力
趋势方程，得到有序序列[/Λ Γ，]和有序序列[/Λ· /^]。依据所述步骤5)中的方法建立不同深度处盐水层孔隙压力与声波时差偏移值 ADT(DT-DTn)、自然电位偏移值ASP(SP-SPn)值、自然伽马值数据系列{h(i)，ρρω，ADT(i), GR⑴，ASP(i)}0所述步骤6)中的方法是对不同深度处盐水层孔隙压力与声波时差偏移值、自然 电位偏移值、自然伽马值数据系列{h(i)，pp(i)，ADT(i),GR(i), ASP(i)}进行趋势面分析，建立 孔隙压力检测方程Pp = f ( Δ DT，GR, Δ SP)。所述步骤7)中的方法是首先根据步骤1)确认盐水层特征，通过正常压力趋势方 程，得到不同深度处盐水层声波时差偏移值ADT、自然电位偏移值ASP值、自然伽马值数 据系列{h(i)，ADT(i), GR(i), ASP(i)}，带入孔隙压力检测方程pp = f(ADT，GR，ASP)，得到 不同深度处的孔隙压力。本发明中利用测井资料检测高压盐水层孔隙压力的方法是通过基于沉积特征的 声波时差、自然电位、自然伽马测井响应特征与高压盐水层孔隙压力关系曲面，从而根据测 得的测井数据检测高压盐水层孔隙压力，以便在钻井设计时为确定安全钻井液密度提供科 学依据，以有效阻止施工过程中盐水层井下复杂和其他恶性事故的发生。
图1是盐(膏)层测井响应特征图；图2是用等效深度法计算的孔隙压力图；图3是利用测井资料检测的高压盐水层孔隙压力结果图。
具体实施例方式下面将结合附图对本发明中的具体实施例作进一步详细说明。
依据太沙基有效应力原理，岩石上覆压力由骨架应力和孔隙水压力共同承担，正 常排水固结过程中岩石孔隙度随总应力(上覆岩层压力)增加变小。若地层欠压实或者排 水不充分固结时，地层孔隙水压力超过正常沉积状态。据此可知岩石孔隙水压力与孔隙度 大小、上覆岩层压力之间有相关关系。依据弹性波传播理论，声波在岩石骨架及孔隙水中传 播速度不同，声速可以反映岩石骨架及孔隙组成情况。自然电位曲线记录泥浆与地层水矿 化度不同形成的自然电场情况，可以反映地层孔隙水密度、矿化度、压力情况。自然伽马可 以反映岩性状况。因此利用测井资料响应特征可以检测地层孔隙压力情况。
权利要求
一种利用测井资料检测高压盐水层孔隙压力的方法，包括有下列步骤1)钻井过程中，根据岩屑录井确定盐(膏)层段，记录钻井过程溢流时的钻井液密度ρ、粘度μ、井口处钻井液返速vs、立压pt及钻头所在深度h，得到不同深度处溢流特征数据系列{h(i)，ρ(i)，μ(i)，vs(i)，pt(i)}；2)根据有效应力原理和等效深度法原理，计算深度h(i)处的盐水层孔隙压力，利用实钻数据修正后得到不同深度处盐水层孔隙压力数据系列{h(i)，pp(i)}；3)根据测井资料记录的不同深度地层测井响应系统，找出h(i)处的声波时差值DT(i)、自然伽马值GR(i)和自然电位值SP(i)，得到不同深度处盐水层孔隙压力与测井相应数据系列{h(i)，pp(i)，DT(i)，GR(i)，SP(i)}；4)根据声波时差、自然电位值测井数据，通过线性回归方法建立正常压力趋势方程DTn＝a+blnhSPn＝c+dlnh；5)建立不同深度处盐水层孔隙压力与声波时差偏移值ΔDT(DT DTn)、自然电位偏移值ΔSP(SP SPn)值、自然伽马值数据系列{h(i)，pp(i)，ΔDT(i)，GR(i)，ΔSP(i)}；6)通过趋势面法，建立孔隙压力检测方程，pp＝f(ΔDT，GR，ΔSP)；7)孔隙压力检测(A)地层为盐水层，(B)建立正常压力趋势方程，(C)得到不同深度处盐水层声波时差偏移值ΔDT、自然电位偏移值ΔSP值、自然伽马值数据系列{h(i)，ΔDT(i)，GR(i)，ΔSP(i)}，(D)代入pp＝f(ΔDT，GR，ΔSP)，得到不同深度处的孔隙压力。
2.根据权利要求1中所述的利用测井资料检测高压盐水层孔隙压力的方法，其特征 在于所述步骤2)中的方法是由弹性波传播理论建立深度h(i)与孔隙度Φω —有序序列 [h(i)，Φ ω](沉积岩孔隙度随深度变化剖面)，由有效应力原理和正常压实理论建立起深度h(i)、等效深度炉与孔隙压力if数据系列[/Λ对。
3.根据权利要求1中所述的利用测井资料检测高压盐水层孔隙压力的方法，其特征 在于所述步骤3)中的方法是依据不同深度地层测井响应系统，找出h(i)处的声波时差值DT(i)、自然伽马值GR(i)和自然电位值SP(i)响应特征，将步骤2)中的序列与声波时差值DT(i)、自然伽马值GR(i)和自然电位值SP(i)进行多项式趋势面分析，得到不同深度 处盐水层孔隙压力与测井相应数据系列{h(i)，pp(i)，DT(i)，GR(i)，SP(i)}。
4.根据权利要求1中所述的利用测井资料检测高压盐水层孔隙压力的方法，其特征在 于所述步骤4)中的方法是将测井数据DT(i)、SP(i)通过线性回归方法建立正常压力趋势方程，得到有序序列[广』 ^]和有序序列[/Λ风‘。
5.根据权利要求1中所述的利用测井资料检测高压盐水层孔隙压力的方法，其特 征在于依据所述步骤5)中的方法建立不同深度处盐水层孔隙压力与声波时差偏移值 ADT(DT-DTn)、自然电位偏移值ASP(SP-SPn)值、自然伽马值数据系列{h(i)，ρρω，ADT(i), GR⑴，ASP(i)}0
6.根据权利要求1中所述的利用测井资料检测高压盐水层孔隙压力的方法，其特征在 于所述步骤6)中的方法是对不同深度处盐水层孔隙压力与声波时差偏移值、自然电位偏 移值、自然伽马值数据系列{h(i)，pp(i)，ADT⑴，GR(i)，ASP(i)}进行趋势面分析，建立孔隙压 力检测方程 Pp = f ( Δ DT，GR, Δ SP)。
7.根据权利要求1中所述的利用测井资料检测高压盐水层孔隙压力的方法，其特征 在于所述步骤7)中的方法是首先确认盐水层特征，通过正常压力趋势方程，得到不同深 度处盐水层声波时差偏移值Δ Τ、自然电位偏移值ASP值、自然伽马值数据系列{h(i)， ADT(i),GR(i), ASP(i)}，带入孔隙压力检测方程？1) = f(ADT，GR，Δ SP)，进而得到不同深度 处的孔隙压力。
全文摘要
本发明公开了一种利用测井资料检测高压盐水层孔隙压力的方法，该方法通过基于沉积特征的声波时差、自然电位、自然伽马测井响应特征与高压盐水层孔隙压力关系曲面，从而根据测得的测井数据检测高压盐水层孔隙压力，以便在钻井设计时为确定安全钻井液密度提供科学依据，以有效阻止施工过程中盐水层井下复杂和其他恶性事故的发生。
文档编号E21B47/14GK101936157SQ201010257160
公开日2011年1月5日 申请日期2010年8月19日 优先权日2010年8月19日
发明者卢运虎, 李宁, 李庆辉, 梁红军, 金衍, 陈勉 申请人:中国石油大学(北京)