原始地层孔隙压力的预测

简要介绍资料的主要内容,以获得更多的关注

异常地层孔隙压力定量确定技术

樊洪海

2006 年11月17日

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汇报提纲一、地下压力的概念二、异常高压的形成机制与分类三、地层孔隙压力研究的意义与现状四、测井资料检测地层孔隙压力新方法研究与应用五、层速度预测地层孔隙压力模型研究与应用六、应用软件的开发与推广应用七、结论

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一、地下压力的概念1、静液压力(Hydrostatic Pressure)由液柱重力产生的压力。它的大小与液体密度及液头的垂直高度成正比：

Ph=ρ f gH通常把单位深度增加的压力值称为压力梯度 (Pressure Gradient):Ph Gh== gρ f H

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一、地下压力的概念在油气钻井工程领域，通常用当量泥浆密度来表示压力梯度，因此压力梯度的单位通常为密度的单位：ρe=Ph gH

常温下孔隙水矿化度、密度和静液压力梯度孔隙流体淡水微咸水盐水

矿化度(ppm)0~6000 7000~50000 60000~330000

密度( g/ cm )1.0~1.003 1.004~1.028 1.033~1.193

3

静液压力梯度(kPa

地层破裂压力和坍塌压力预测

摘 要

地层破裂压力和地层坍塌压力是钻井工程设计的重要依据，对确定合理的钻井液密度和其他钻井参数有重要意义。在参考了一些书籍和相关论文的基础上，对地层破裂压力和坍塌压力的预测方法做出了较为系统的总结。地层破裂压力的预测主要有H-W模式和H-F模式，包括伊顿法、黄荣樽法、安德森法等；地层坍塌压力的预测主要基于井壁岩石剪切和拉伸破坏的原理。

关键词：破裂压力；坍塌压力；预测

1

第一章 前言

地层破裂压力是指使地层产生水力裂缝或张开原有裂缝时的井底流体压力。它是钻井和压裂设计的基础和依据。如何准确地预测地层破裂压力，对于预防漏、喷、塌、卡等钻井事故的发生及确保油气井压裂增产施工的成功有着重要的意义。

地层坍塌压力是指随着钻井液密度的降低，井眼围岩的剪应力水平不断提高，当超过岩石的抗剪强度时，岩石发生剪切破坏时的临界井眼压力。它的确定对于确定合理的钻井液密度和钻井设计及施工有重要意义。

地层三项压力研究历史及发展现状：

? 八十年代以前，地层孔隙压力以监测为主，地层破裂压力预测处于经验模式阶

段，如马修斯-凯利模式、伊顿模式等。没有地层坍塌压力的概念。

? 八十年代，提出了地层坍塌压力的概念，从理论上对地层三个压力

第五节 随钻地层压力检测

?正常?的地层流体压力大致等于流体液柱中的静水压力。地层流体压力有时比静水压力高，有时比静水压力低。两种?不正常?的压力条件都能引起钻井事故，而工业生产中最为关心的是异常高压，有时称之为地质压力。

一、 基本概念

1、静水压力(Hydrostatic Pressure)

静水压力是指单位液体重量与静液柱垂直高度的乘积。与液柱的直径和形状无关。

静水压力的计算公式如下：

H?dPh?

10式中 Ph－静水压力，kg/cm

d－钻井液重量，g/cm3 H－垂直深度，m

2、帕斯卡定律(Pascal’s Law)

帕斯卡定律阐述了静止流体中任何一点上各个方向的静水压力大小相等。通过流体可以传递任何施加的压力，而不随距离的变化而降低。

根据帕斯卡定律，静水压力在液柱中给定的深度上，作用于任何方向上。

3、静水压力梯度（Hydrostatic Pressure Gradient）

静水压力梯度是指每单位深度上静水压力的变化量。这个值描述了液体中压

2

力的变化，表示为单位深度上所受到的压力。其计量单位是kgF/cm/m。

录井人员常用体积密度（g/cm3）来描述静水压力梯度，以便于同钻井液密度相对比。静水压力梯度

地史与大地构造

一、地史

（一）地质年代

地质年代又称为地质时代，是指各种地质事件(如地层的形成)发生的时代和年龄，它包括两方面的含义：一是指地质事件发生距今的实际年数，称为绝对地质年代。二是指地质事件发生的先后顺序，称为相对地质年代。

1、绝对地质年代

绝对地质年代，又称为同位素地质年龄，单位以百万年计。它是依据岩石中所含放射性元素及其蜕变产物的比例，用衰变常数（半衰期）进行计算和确定。

2、相对地质年代

相对地质年代是依据地层形成的顺序和生物演化规律的原理来划分和确定，分别叫做地层层序律和生物层序律。

(1)地层层序律

沉积物的形成是由下而上一层一层的叠置起来的，先沉积的在下面，后沉积地在上面，沉积岩层这种正常的层序关系，反映了沉积历

史的先后，具有下老上新的相对关系，称为地层层序律。地层层序律只能确定岩层的相对新老关系，而不能解决地层归属及不同地区地层时代对比问题。

沉积岩的正常层序

(2)生物层序律

地球上的生物，经历了由简单到复杂，由低级到高级的发展过程，而且生物的进化是不可逆的，也就说任何一种生物一经灭绝，在以后的演化过程中，绝对不再重复出现，同时生物演化的历史，又使生物不断适应生活环境的过程。在不同环境的地质历史时期，必定有

2 地层符号

地质年代地层单位包括：“界、系、统”这些国际性标准。例如：Kz表示新生界、Mz表示中生界、Pz表示古生界、PT表示元古宇等。界还可以分为亚界，而太古宇又有新、古亚界之分，即新太古界和古太古界；元古宇又可分为新元古界、中元古界和古元古界。中生界、新生界习惯于不分亚界。例如：Pz2表示上古生界、Pz1表示下古生界、Pt3表示新元古界等。系的附号一般用字母表示：例如Ｑ表示第四系、Ｒ表示第三系、Ｋ表示白垩系[3]、Ｊ表示侏罗系、Ｔ表示三叠系、Ｐ表示二叠系、Ｃ表示石炭系、Ｓ表示志留系、Ｏ表示奥陶系、∈表示寒武系、Z表示震旦系。亚系的符号一般不分，第三系例外，如N表示新第三系、E表示老第三系。统的符号是在字母的右下角加上阿拉伯数字1、2、3、4，如Q4表示全新统、Q3表示上更新统、Q2表示中更新统、Q1表示下更新统等。而属于全国性或大区域性的使用范围的地层单位“阶”的符号是在统的符号后面加上阶名汉语拼音头一个正体小写字母，如同一统内阶名第一个字母重复时，则年代较老的阶用一个字母，较新的阶在头一个字母之后再加最近的一个正体小写字母。例如∈3f上寒武统凤山阶、∈3c上寒武统长山阶等等。

岩石地层单位符号包括：群的符号、组的符号和段的符号等

1.3西山煤田古交矿区地质条件 1.3.1地层

区内出露地层从东部到西部依次为奥陶系中统上马家沟组、峰峰组，石炭系中统本溪组，石炭系上统太原组，二叠系下统山西组、下石盒子组，上统上石盒子组及石千峰组，三叠系下统刘家沟组。现根据地层出露情况结合钻孔揭露资料由老到新简叙如下： 1.3.1.1奥陶系中统(02)

为含煤地层之基盘，评价区东部有小面积的峰峰组地层出露，与上履地层呈平行不整合接触。

上马家沟组(02s)：钻孔揭露厚度为60.92m，其岩性为：下部为泥灰岩、白云质泥灰岩夹石膏层。上部为石灰岩及白云质石灰岩，裂隙溶洞发育、含水性强。

峰峰组(02f)：钻孔所见厚度113.52m。按其岩性可分为上下两段： （1）下段：为泥灰岩、角砾状泥灰岩，夹石膏层或于层理及裂隙中充填次生石膏。

(2)上段：为厚层状石灰岩，质较纯，坚硬，有时夹有泥灰岩和白云质灰岩。露头见到豹皮状石灰岩。 1.3.1.2. 石炭系(C)

中统本溪组(C2b)

以山西式铁矿和G层铝土矿为底，平行不整合于下伏岩层之上，厚度变化较大，厚14.83～49.58m，平均27.21m。按岩性本组可分为铁铝岩段和半沟段：

(1)铁铝岩段：主要为浅灰色，具鲕状结构、贝壳状断口

　　命运女神将它赐予我们，但调皮的人类却把它遗失了，光着脚丫，追寻着，呼唤着……

　　——题记

　　它，源于最原始、最纯真的一种情感；它，曾深深根植于每一块心灵之土上，使之更为肥沃；它，是人生中的一把“金钥匙”，得之不易，失之可惜。它就是人类遗失中的“感恩”。

　　悠悠，处于变动中的世界的人类，在迈着岁月的脚步，走在人生的大道时，蓦然回首，你会发现，除了大道两边一排望不到边的树和身后一串深浅不一的脚印时，在某个角落，有你遗失很久的“金钥匙”。

　　感恩，是一种素养，是人与人，人与自然和谐相处的基础。学会感恩，从一滴水，一朵花，一棵草开始；从一个眼神，一个微笑，一个动作开始。学会感恩，当你置身与大自然中时，你会发现鸟语花香，莺啼燕绕，汩汩流水等这一切仿佛是为你欢歌，为你祝福的感恩之歌。学会感恩，你会发现别人对你的情，对你的真，才知道，原来世界并不冷漠，处处洋溢着温暖气息。

　　正所谓“感恩的人有福报”，但是，现实是残酷的，并不是样样如此。

　　着名歌手丛飞节衣缩食，捐助300万，资助178名贫困生。以至最后生病都没钱医治。住院期间，他所资助的178名贫困生竟没有一个人来看他。这种知恩不报的行为真让人寒心。

　　我们帮助别人不并是为了求回报，但“感恩之心”是每

　　命运女神将它赐予我们，但调皮的人类却把它遗失了，光着脚丫，追寻着，呼唤着……

　　——题记

　　它，源于最原始、最纯真的一种情感；它，曾深深根植于每一块心灵之土上，使之更为肥沃；它，是人生中的一把“金钥匙”，得之不易，失之可惜。它就是人类遗失中的“感恩”。

　　悠悠，处于变动中的世界的人类，在迈着岁月的脚步，走在人生的大道时，蓦然回首，你会发现，除了大道两边一排望不到边的树和身后一串深浅不一的脚印时，在某个角落，有你遗失很久的“金钥匙”。

　　感恩，是一种素养，是人与人，人与自然和谐相处的基础。学会感恩，从一滴水，一朵花，一棵草开始；从一个眼神，一个微笑，一个动作开始。学会感恩，当你置身与大自然中时，你会发现鸟语花香，莺啼燕绕，汩汩流水等这一切仿佛是为你欢歌，为你祝福的感恩之歌。学会感恩，你会发现别人对你的情，对你的真，才知道，原来世界并不冷漠，处处洋溢着温暖气息。

　　正所谓“感恩的人有福报”，但是，现实是残酷的，并不是样样如此。

　　着名歌手丛飞节衣缩食，捐助300万，资助178名贫困生。以至最后生病都没钱医治。住院期间，他所资助的178名贫困生竟没有一个人来看他。这种知恩不报的行为真让人寒心。

　　我们帮助别人不并是为了求回报，但“感恩之心”是每

HC-3200系列孔隙水压力计适用于长期埋设在水工结构物或其它混凝土结构物及土体内,测量结构物或土体内部的渗透(孔隙)水压力,并可同步测量埋设点的温度。渗压计加装配套附件可在测压管道、地基钻孔中使用。振弦式渗压计全不锈钢结构,可方便的放置在需要测量的狭小部位。振弦式渗压计具有智能识别功能。

HC‐3200系列振弦式 孔隙水压力计/渗压计 

说 明 书 

北京华测智创科技有限公司 

BEIJING INTELLIGENCE TESTING INSTRUMENTS CO.，LTD 

HC-3200系列孔隙水压力计适用于长期埋设在水工结构物或其它混凝土结构物及土体内,测量结构物或土体内部的渗透(孔隙)水压力,并可同步测量埋设点的温度。渗压计加装配套附件可在测压管道、地基钻孔中使用。振弦式渗压计全不锈钢结构,可方便的放置在需要测量的狭小部位。振弦式渗

煤层瓦斯压力测定

第25卷第4期2008年12月

采矿与安全工程学报

JournalofMining&SafetyEngineering

Vol.25No.4

Dec.2008

文章编号:167323363(2008)0420481205

煤层瓦斯压力分布规律及预测方法

田靖安1,王　亮2,程远平2,马贤钦2,李　伟2,沈镇波2

(1.窑街煤电集团有限公司,甘肃兰州　730084;

2.中国矿业大学煤矿瓦斯治理国家工程研究中心,江苏徐州　221008)

摘要:煤层瓦斯压力是评价煤层突出危险性与决定煤层瓦斯含量的一个重要指标,与瓦斯突出

关系紧密.为了掌握煤层瓦斯压力分布规律及普遍适用的预测方法,本文通过分析煤层瓦斯压力分布规律及其影响因素,的新方法.通过对比分析表明,,在现场实践运用中合理、可靠,.关键词:煤层瓦斯压力;分布规律;中图分类号:TD712A

ributionRuleandForecastMethod

ofGasPressureinCoalSeam

TIANJing2an1,WANGLiang2,CHENGYuan2ping2,MAXian2qin2,LIWei2,SHENZhen2bo2

(1.YaojieCoalElectricityGroupC