Способ изучения геологического разреза скважин в процессе бурения Советский патент 1986 года по МПК E21B47/00 

1

Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности, в частности к способам прогнозирования величины пласто- иог о давления, объяснения природы его образования, нрогнозирования ловушек углеводородов неструктурного типа и может быть использовано для оптимизации частоты отбора керна, используемого для уточнения геологического строения разреза скважин.

Цель изобретения - повышение достоверности путем выявления геологических несогласий.

На фиг. 1 представлен график изменения удельного электрического сонротивления от эффективного напряжения; на фиг. 2 и 3 - соответственно графики изменения интервального времени пробега упругих волн и изменения интенсивности излучения Inj (усл. ед.) от эффективного напряжения.

Параметры К (х) и В (х) компрессионной кривой - зависимости геофизической характеристики пород х от величины эффективного напряжения (о- -р), несут в себе информацию о геологическом разрезе. Так, например, параметры К (.х) и В (х) зависят от величины горного давления, пластового давления, плотности пород разреза, те.мпературных характеристик разреза.

Известно, что содержание глинистых пород в изучаемом разрезе скважины составляет обычно 60-70%, при этом ф изические свойства г, 1ин в сильной степени зависят от степени их уплотнения. Поэтому глинистые породы чаще всего используют в качестве «манометра, характеризующего изменение физических свойств пород за счет изменения норового давления. Параметры В (х) и К (х) характеризуют соответственно угол наклона компрессионной кривой - параметр К (х). и отрезок, отсекаемый на оси абсцисс,- параметр В (х). Значения параметров К (х) и В (х) могут быть опреде- riCHbi на основе следующих выражений:

).н111гР1)

(а2- р2Г- (П| р7) (1)

1

Ббс)-.

(-i

} -- (п, - р.)

(2)

(дех| и Х2 - BOj;H4HHbi геофизической характеристики глинистых пород {например, величина удельного электрического сопротивления, интервальное время пробега упругих воли и .др.) соответственно на глубинах lii и Fb; 01 и 02 - средние иорма;1ьные напряжения (горное давление соответственно на г, бинах hi и li;;; PI и РО величкиь пластового давления, cot.iTBe i CTBCiiHO i;a г, 1 бинах h и ti2.

Привелспные iinpaMc rpi) Bi.v) i-r К(.) являются коэффицие ггамп линекноЕЧ) уравнения в системе координат li{ л (п- -Р).

5

5

В условиях согласного залегания пород разрез, параметры К (х) и Б (х) компрессионной кривой остаются неизменными независимо от глубины залегания изучаемого разреза. В случае нерерывов в осадконако- плении, тектонических или стратиграфических несогласий закономерность интенсивности уплотнения осадочных горных пород с глубиной нарушается. Это находит свое отражение в изменении параметра В (х) и, 0 следовательно, приводит к сдвигу компрессионной кривой.

Два различных значений параметра В {х) для одного и того же значения глубины указывают на несогласное залегание пород в этом месте. Компрессионная кривая в этом месте претерпевает разрыв, указанный как размыв.

На оси абсцисс нанесены в логарифмическом масштабе значения геофизического параметра (в приведенном примере i уд.элек- Q трического сопротивления), поскольку компрессионная кривая представляется как кривая изменения какого-либо геофизического параметра в зависимости от изменения эффективного напряжения (а-р).

До последнего времени указанный фактор при изучении 1 еологического разреза пе учитывался, что являлось источником больших погрешностей при прогнозировании аномальных пластовых давлений.

Предлагаемый способ реализуют путем проведения следуюших операций.

Производят непрерывный отбор 1пла.ма в процессе бурения. Определяют плотноспь отобранных образцов шлама. Непрерывно в процессе бурения производят геофизические исследования разреза скважины в функции глубины. Измеряют рассчитывают величину пластового дав, 1ения р в функции глубины.

Рассчитывают величину горного давления по формуле

I R 6/Ahi ,

i--i

где 6i и Ah, -- соответственно значения n. iOT- ности породы, определенной но HJjia.My, в интервале 1 лубин дЬ, h. -- hi;

g -- ускорение си,1ы тяжести. Непрерывно в процессе бурения определяют параметры В (,г) и К (х) по форму- . 1ам (1) и (2), и при появлении на одной и той же глубине двух различньгх зггачений В (х) определяют tviecTO размыва. Q Пример 1. Изучение геологического разреза скважины иллюстрируется фиг. i.

Испч)льзуя данные по )лоти)стн пород, иолучоипые в результате ана/шза () 1раз:1,ов ||., а также да1П1ые изменения мияе- а.1из« 1ии пластовых вод. о 1реде, 1Я101

5 НСВ:И1С1П1 НН- Ю HЛOTi O T, пород Of, . и

0

0

5

200 м значения Ьл.ср. 2,26 и 1,01 г/см, для глубины Н 400 м 2,3 и Озср. .02 г/см.

5-

- з. ср. -

f rt-cp.

По данным геофизических исследований разреза скважины в процессе бурения определяют удельное электрическое сопротивление глинистых пород. Так, на глубине Hi 200 м р . 7,8 Ом-м, на глубине Н2 400 м РН 8,7 Ом-м.

Рассчитывают величину горного давления ст по разрезу скважины в исследуемом интервале Н| На. Для глубины Hi 200 м

Oi 45,2 кг/см, для глубины Н 400 .м §-д 92,1 кг/см2.

Рассчитывают величину пластового дав- ления р в функции глубины. Для глубн- ны HI 200 м, Р| 20, 2 кг/см, для глубины Н 400 м р., 40,8 КГ/СМ .

Используя полученные данные, по формулам (1) и (2) определяют значения параметров К (х) и В (л;). Так в интервале 200-400 м значения К (х) 0,0018, В (л-) 0,85.

Последую цие расчеты параметров K(-v) и В (х) ниже от.метки 400 .м по разрезу с использованием соответствующих исходных данных показывают, что значения параметров остаются неизменными до глубины 675 м, что соответствует з} ачению эффективного напряжения (ст-р) 89,8 кгс/с.м . Далее значение параметра К (х) остается практически неизменным, а значение параметра В (х) резко изменяется с 0,85 до 0,5 (фиг. 1).

В интервале глубины 675 - 1000 м значения параметров К (х) и В (л ), как показывают расчеты, не меняются. В этом интервале глубин изменение эффективного напряжения (а- р) составляет 89,8-243 кг/см. Далее на глубине Н 1000 м происходит резкое изменение параметра В (х) при практически постоянном К (х). Значения расчетных параметров ниже 1000 м составляют K(.v) 0,0018, В (л:) 0,34.

Изменения пара.метра В (х) на глубинах 675 м и 1000 м при практически постоянном значении К {х} свидетельствует .о наличии несогласного залегания осадочных горных пород. Петрографические и палеон- тологические исследования, выполненные на образцах керна, ггодтверждают кали чие несогласного залегания пород па глубинах 675 и 1000 м.

Пример 2. Изучение геологическогс; разреза скважины иллюстрируется фиг. 2 (но данным ультразвукового метода).

Используя данные плотности порол по пк 1аму, минерализации пластовых вод, онре-

8„

б .

0

Ю

5

5

5

0

ieco

0

5

0

деляют значения ,. п Оа.-у.. по разрезу скважины.

По данным геофизическ1 х исследований разреза скважины в процессе бурения определяют, интервальное время npo6ei a упругих волн в глинистых породах (At). Рассчитываем величину горного дав. 1ения а и величину пластового давления р по разрезу скважины. Используя полученные данные, по формулам (1) и (2) определяется значения параметров К (.v) и В (х).

Результаты расчетов параметров К (А-) и В (х) показывают, что в интервале г.чубин 400-2200 м К (А-) и В (х) не меняются и остаются постоянными, например HI 1860 м; м; д1| 300 мкс/м; д(., 277 мкс/м; и 4v. 2,55 г/см ; 6.,4..; 2,56 г/см ;..-,:- 1.07 г/см ; (а p)i 275,2 кгс/см-; (о pi-i- 312,9 кгс/см ; К (х - 1,03-И)- . - ; В (А-) 2,76.

На глубине 2200 м происходит резкое измс Ь епие параметра В (А) с 2,76 до 2,93 при практически .неизменном К (А) (К {х) г.: i,02-10- МПа ).

Далее до глубины 2750 м К (А-) и В (А| не меняются, например . 2200 м; Н.| 2340 м: Д1| 396 мкс/м; 375 мкс/м (о -р), 327,8 кгс См-; (б 351,0 кгс/см.

На пубине 2750 м вновь происходит уиелпчение пар;п отр-а В (А ) до величины 3,07.

Значения рясчотпых 2750 м составляют;К (v) В (л-): 3.07.

Изменение параметра В (А) на глуб1 нах 2200 п 2750 м при практически постоянном значении К (А) с видете.пьствует о наличии несогласного за. 1егаппя пород, что под- тверж дается пет,рогра1;1ичоскимн и па, 1еонто- логическими )сследовапиями па образцах керна.

Пример 3. пзучсгиш геологического разреза скважины iio данн11 м нейтронно1Х1 гамма-метода ((jiiir. 3) проводят необходимые определения аналогично примерам I и 2.

Результаты расчетов параметров К (л 1 п В (.г) показь в;;кгг: н пнтервале глубпн 200 2175 м К (А) г: В (л:) не меняются и остаются 1|остояпными, например Н, -- П.- HiO:

-р)

параметров ниже ,03-10 МПа;

с. 1.ед.; ) I ,- кгс/Члг ; v-M К ;:А)- 0,27Х

0.055.

-,: rp ; ic o;uir резкс о из-V) с 0,0л5 /10 - О.ОЯ

момп( К (V; I.

.-iro .си . 1ьстн ет о

: )

200

300

WQ 500, 600

500

W

1000

1500

200

гооо

т

2500

WO

500

Cm рати- графия

Фиг. 2

OQ

rnySuHi

H,M

&-P

0.8

0.9

10

nj у с A. ед.

500

W

mo

t3

I

200

1500

I

2000

M

Z500

ЦОй

(.nCTIIHiniVII, I .

Редактор Н. БобковаТехред И- IJepcc

Заклз 3366, 28Тираж 548

ВНИИПИ Государственного по делам изобретений

113035, Москва, Ж-35, Г аушская наб., д. 4/5 Фи,лиа,1 ППП «Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Х. К пссевп

Koppt KTuii О. ,(

1 одпис||1Ц комитета СССР и открытий

.д

ская наб., д. 4/5 од, ул. Проектная, 4

Х. К пссевп

Koppt KTuii О. ,()в;и

1 одпис||1Ц комитета СССР и открытий