異常高壓層的預(yù)測(cè)方法分析

劉杰(大慶鉆探鉆井四公司鉆井液分公司，吉林 松原 138000)

在進(jìn)行油氣田的勘探與開(kāi)發(fā)的過(guò)程中，國(guó)內(nèi)外的學(xué)者都非常重視對(duì)油氣藏壓力異常的情況進(jìn)行研究，對(duì)異常壓力存在的變化規(guī)律進(jìn)行明確。異常壓力實(shí)際上指的是偏離靜水柱的底層空隙流體壓力，包括異常低壓與異常高壓兩種情況，本文主要對(duì)異常高壓進(jìn)行分析。

1 異常高壓形成的原因分析

1.1 成巖作用

首先，在粘土沉積物不斷被壓實(shí)的過(guò)程中，會(huì)出現(xiàn)空隙變小、空隙中流體排出的情況。如果在沉積的過(guò)程中，粘土沉積物四周分布的是低滲透的沉積物，那么粘土空隙中的流體在上覆沉積物的壓力之下不能夠順利排出，導(dǎo)致流體在相鄰的砂巖空隙中不斷積蓄，從而形成異常高壓。其次，沉積物中含有蒙脫石時(shí)，隨著埋深的不斷增加與地層溫度的不斷上升，蒙脫石會(huì)釋放晶格層間水與吸附水，如果蒙脫石釋放的過(guò)程處于封閉條件之下，所釋放的水會(huì)在粘土的孔隙中進(jìn)行積蓄，造成孔隙流體壓力增大，從而出現(xiàn)地層異常高壓。

1.2 析出作用

如果粘土、頁(yè)巖等地層中包含的液體在含鹽濃度方面存在差異，那么含鹽濃度較低的液體會(huì)透過(guò)粘土、頁(yè)巖等向著含鹽濃度較高的液體不斷滲透，在滲透的過(guò)程中就會(huì)產(chǎn)生透析壓力，這種透析壓力在封閉的地質(zhì)環(huán)境中不能夠釋放，最終形成異常高壓。

1.3 注采作用

在對(duì)油氣藏進(jìn)行注采的過(guò)程中，如果注采出現(xiàn)不平衡的情況，就可能產(chǎn)生異常高壓情況。在對(duì)油氣藏進(jìn)行注采的過(guò)程中，產(chǎn)生異常高壓的情況主要包括兩種情況:第一，有注無(wú)采情況。在注采的過(guò)程中，只通過(guò)注水井注入，而不進(jìn)行油井開(kāi)采，導(dǎo)致地層內(nèi)部的壓力升高，出現(xiàn)異常高壓情況；第二，厚注薄采情況。在注采的過(guò)程中，通過(guò)注水井注入的較多，通過(guò)油井采出的較少，導(dǎo)致地層內(nèi)部的壓力升高，出現(xiàn)異常高壓的情況。此外，部分區(qū)域存在的圈閉壓力也會(huì)導(dǎo)致異常高壓情況出現(xiàn)。

2 異常高壓地層預(yù)測(cè)方法

2.1 巖性分析預(yù)測(cè)方法

2.1.1 DC指數(shù)預(yù)測(cè)方法

與上覆正常壓力層相比，欠壓實(shí)層具有較為良好的可鉆性，欠壓實(shí)層下方的滲透性砂巖具有異常高壓的特點(diǎn)，在這種情況下，欠壓實(shí)層就成為了上部正常壓力層與下部異常高壓層之間的過(guò)渡層。DC指數(shù)法就是利用欠壓實(shí)層的這種特性，對(duì)欠壓實(shí)泥巖層或欠壓實(shí)頁(yè)巖層進(jìn)行檢測(cè)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)下部高壓異常層的預(yù)測(cè)。DC指數(shù)能夠?qū)Φ貙拥目摄@性進(jìn)行實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確的反映，當(dāng)遇到儲(chǔ)層之后，其地層的孔滲不斷變大，巖性也相對(duì)比較疏松，此時(shí)的DC指數(shù)將變小；當(dāng)遇到非儲(chǔ)層時(shí)，DC指數(shù)將變大。

2.1.2 鉆時(shí)巖屑法

在一般情況下，在正常壓實(shí)的砂泥巖地層進(jìn)行鉆井的過(guò)程中，將鉆在砂巖地層中與泥頁(yè)巖地層中的鉆時(shí)進(jìn)行對(duì)比，砂頁(yè)巖地層中的鉆時(shí)比較小。但如果是在異常高壓過(guò)渡帶中進(jìn)行鉆井時(shí)，由于地層存在欠壓實(shí)的特點(diǎn)，在泥頁(yè)巖的巖性沒(méi)有出現(xiàn)變化的情況之下，會(huì)出現(xiàn)鉆時(shí)明顯降低的情況，通過(guò)這個(gè)原理對(duì)異常高壓地層進(jìn)行預(yù)測(cè)。因此，鉆時(shí)巖屑的變化在對(duì)是否進(jìn)入異常高壓過(guò)渡帶進(jìn)行判斷的過(guò)程中，屬于較為簡(jiǎn)單且有效的方法。隨著鉆井深度的不斷增加，如果鉆時(shí)出現(xiàn)明顯加快的情況，要依據(jù)鉆探的目的對(duì)其進(jìn)行循環(huán)的觀察，為下步?jīng)Q策提供依據(jù)。在進(jìn)行判斷的過(guò)程中要對(duì)返出的巖屑進(jìn)行及時(shí)的判斷，從而實(shí)現(xiàn)異常高壓地層的及時(shí)預(yù)測(cè)與預(yù)報(bào)，從而有效避免各種事故的發(fā)生。

2.1.3 泥頁(yè)巖密度預(yù)測(cè)方法

在異常高壓地層的過(guò)渡地帶中，泥巖與頁(yè)巖都存在未壓實(shí)的情況，在泥巖與頁(yè)巖中的巖屑密度呈現(xiàn)著急速下降且偏離正常巖石的趨勢(shì)。因此，在鉆井的過(guò)程中，能夠通過(guò)對(duì)泥巖與頁(yè)巖的密度進(jìn)行分析，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)異常高壓地層進(jìn)行預(yù)測(cè)，且這種方法較為有效、簡(jiǎn)單與及時(shí)。

2.2 測(cè)井曲線分析預(yù)測(cè)方法

在油田與氣田的勘探與開(kāi)發(fā)過(guò)程中，測(cè)井曲線有著非常廣泛的應(yīng)用，測(cè)井曲線主要的作用為對(duì)油層與氣層進(jìn)行尋找，同時(shí)分析儲(chǔ)集層的孔隙性、含油性與滲透性，為開(kāi)發(fā)決策提供依據(jù)；在利用測(cè)井曲線對(duì)地層異常高壓進(jìn)行預(yù)測(cè)的過(guò)程中，砂巖中自然電位曲線負(fù)異常不明顯甚至出現(xiàn)正異常的井段，地溫-流體曲線凸起或下凹的井段分析為高壓層。通過(guò)對(duì)測(cè)井曲線的分析對(duì)井段中的高壓層進(jìn)行預(yù)測(cè)。

3 結(jié)語(yǔ)

在鉆井的過(guò)程中，地層壓力預(yù)測(cè)工作是非常重要的環(huán)節(jié)之一，具有綜合性與復(fù)雜性的特點(diǎn)。在異常高壓地層預(yù)測(cè)的DC指數(shù)法、鉆時(shí)巖屑法與泥頁(yè)巖密度法的三種方法中，要依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況進(jìn)行適當(dāng)選擇。在進(jìn)行DC指數(shù)監(jiān)控與分析的過(guò)程中，要對(duì)各種導(dǎo)致DC下降的異常地段進(jìn)行排除，實(shí)現(xiàn)DC指數(shù)變化趨勢(shì)線的建立。在進(jìn)行泥頁(yè)巖樣品的挑選過(guò)程中，要實(shí)現(xiàn)密度測(cè)定，對(duì)井深-密度變化趨勢(shì)圖進(jìn)行繪制。通過(guò)測(cè)井曲線分析高壓層的方法能準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)高壓層，同時(shí)能確定高壓層深度，現(xiàn)場(chǎng)可操作性強(qiáng)。

[1]張研,張穎,孫夕平,鄭曉東.地震儲(chǔ)集層預(yù)測(cè)技術(shù)在不同勘探開(kāi)發(fā)階段的應(yīng)用[J].石油勘探與開(kāi)發(fā)，2011，01(43):59-63.

[2]王西文,周嘉璽.4-D儲(chǔ)層預(yù)測(cè)技術(shù)及其在油田開(kāi)發(fā)中的應(yīng)用— —以周清莊油田E_3s_3-5-1砂巖巖性油藏為例[J].中國(guó)海上油氣.地質(zhì)，2012，06(48):44-51+64.

[3]黃先平,張健,謝芳,歐陽(yáng)永林.鮞灘儲(chǔ)層預(yù)測(cè)技術(shù)、流體識(shí)別方法在川東北地區(qū)飛仙關(guān)組天然氣勘探中的應(yīng)用[J].中國(guó)石油勘探，2013，01(29):41-51+7.