Способ прогнозирования аномально высокого пластового /порового/ давления горной породы Советский патент 1987 года по МПК E21B47/00 E21B47/14 

Изобретение относится к геофизическим исследованиям буровых скважин и может быть использовано при бурении скважин различного назначения в условиях аномально высоких Пластовых (поровых) да вле- ний (АВПД).

Цель изобретения - повышение точности определения аномально высокого пластового (порового) давления, образовавшегося в условиях снижения эффективного напряжения.

На чертеже представлена зависимость интервальной скорости распространения упругих акустических волн (в логарифмическом масштабе) от глубины залегания интервалов пород.

Известно, что ,при погружении пород в процессе осадконакопления происходит их уплотнение, которое ведет к накоплению преимуш.ественно необратимых (остаточных) деформаций. При уменьшении эффекСоздают акустический иглпульс, замеряют промежутки времени от создания акустического импульса до прихода отражающихся акустических волн, определяют глубины залегния отражаюш,их лластов. Рассчитывают интервальную скорость прохождения акустических волн между соседними отражающими пластами, строят зависимость 1 интервальной скорости от средней глубины залегания интервалов пород между со10 седними отражаюш,ими пластами, определяют аномальные значения 2 интервальной скорости. В интервалах горных пород, за- легаюш,их на глубинах аномальных значений 2 интервальной скорости, отбирают образцы, определяют в них скорость прохож дения акустической волны при атмосферном давлении. Все данные свод5 т в таблице. Используя данные таблицы и зaвиcимoctь 1, строят зависимость 3 интер)1альиой скорости при снижении эффективного напряжетивного напряжения (разность горного и 2о имя. По зависимости 3 определяют эквива- пластового давлений), которое может быть лентные глубины 4 для аномальных значеили

35

вызвано возрастанием пластового уменьшением геостатического (горного) давлений, разуплотнение породы происходит за счет упругих деформаций. Если АВПД . образовалось после снижения максимальной 25 величины эффективного напряжения, то существующими способами невозможно определить величину АВПД, так как в этом случае изменение объема горной породы происходит по кривой упругих деформаций, а не по кривой нормального (первичного) уплотнения.

Для установления указанного эффекта необходимо определить природу АВПД, для чего измеряют водородосодержание пластов глин с помощью нейтронного метода. В случае иедоуплотнения в результате образования АВПД горных пород зависимость во- дородосодержания глин с глубиной идентична зависимости распространения скорости упругих волн с глубиной. В зоне аномально высоких поровых давлений значения ско- 40 рости упругих волн и водородосодержания отклоняются от. нормального закона изменения указанных,параметров.

В случае разуплотнения глин в результате образования АВПД, когда порода уже сформировалась на данной глубине в зоне аномально высоких поровых давлений, значения водородосодержания (аномальных значений не имеют) не отклоняются от нормального значения. В то же время по данным ультразвукового метода зона АВПД выделяется достаточно четко, что связано с тем, что показания ультразвукового метода (скорости распространения упругих волн) определяются не только пористостью породы (водородсодержанием), но и в значительной степени напряжением в скелете породы.

Способ осуществляют следующим образом.

НИИ 2, затем рассчитывают /.ВПД по формуле

ЛВПА РИ.П

АЬПД

Ипл

„АЙВАп «.- I г Кв.

JrreocT,l-- reoCT.-j- Hnj.

ИЛИ иначе

Ct т 1/ ЯэКВ.

(. Hs«. j. )3XS,

где HiD.

АйОА гсост.

rjAB

,-.Нэ1(.в. Ki eocT.

.Usxe,.

Ha -

a YII-C.

50

55

- величина АВПД;

величина геостатического давления на определяемой глубине;

-величина геостатического давления на лубине, эквивалентной определяемой;

-величина пластового (гидростатического) давления на глубине, эквивалентной определяемой;

глубина аномального значения;

средневзвещен ая плотность породы на глубине аномального значения;

средневзвещенн1ая плотность породы на глубине, эквивалентной опред(;ляемой; средневзвешенная плотность поровой (пластовой) воды на глубине, эквивалентной определяемой;

эквивалентная глубина.

Так, для глубины 3000 м получают АВПД, равное 448,21 кг/см, АВПД, рассчитанное для этой же глубины по известному способу, равно 360,80 кг/см, АЗПД, замеренное манометром для глубины 3140 м, равно 436,6 кг/см .

Таким образом, использование предлагаемого способа позволяет пов1з1сить точность прогнозирования АВПД в регионах, где АВПД создано при снижении эффективНзкб. YO.C.

.ХЬ.

Y6.C.

Нэхв

Создают акустический иглпульс, замеряют промежутки времени от создания акустического импульса до прихода отражающихся акустических волн, определяют глубины залегния отражаюш,их лластов. Рассчитывают интервальную скорость прохождения акустических волн между соседними отражающими пластами, строят зависимость 1 интервальной скорости от средней глубины залегания интервалов пород между со0 седними отражаюш,ими пластами, определяют аномальные значения 2 интервальной скорости. В интервалах горных пород, за- легаюш,их на глубинах аномальных значений 2 интервальной скорости, отбирают образцы, определяют в них скорость прохождения акустической волны при атмосферном давлении. Все данные свод5 т в таблице. Используя данные таблицы и зaвиcимoctь 1, строят зависимость 3 интер)1альиой скорости при снижении эффективного напряжео имя. По зависимости 3 определяют эквива- лентные глубины 4 для аномальных значе имя. По зависимости 3 определяют эквива- лентные глубины 4 для аномальных значеНИИ 2, затем рассчитывают /.ВПД по формуле

ЛВПА РИ.П

„АЙВАп «.- I г Кв.

JrreocT,l-- reoCT.-j- Hnj.

ИЛИ иначе

Ct т 1/ ЯэКВ.

(. Hs«. j. )3XS,

5

0

где HiD.

АйОА гсост.

rjAB

,-.Нэ1(.в. Ki eocT.

.Usxe,.

Ha -

a YII-C.

0

5

- величина АВПД;

величина геостатического давления на определяемой глубине;

-величина геостатического давления на лубине, эквивалентной определяемой;

-величина пластового (гидростатического) давления на глубине, эквивалентной определяемой;

глубина аномального значения;

средневзвещен ая плотность породы на глубине аномального значения;

средневзвещенн1ая плотность породы на глубине, эквивалентной опред(;ляемой; средневзвешенная плотность поровой (пластовой) воды на глубине, эквивалентной определяемой;

эквивалентная глубина.

Так, для глубины 3000 м получают АВПД, равное 448,21 кг/см, АВПД, рассчитанное для этой же глубины по известному способу, равно 360,80 кг/см, АЗПД, замеренное манометром для глубины 3140 м, равно 436,6 кг/см .

Таким образом, использование предлагаемого способа позволяет пов1з1сить точность прогнозирования АВПД в регионах, где АВПД создано при снижении эффективНзкб. YO.C.

.ХЬ.

Y6.C.

Нэхв

ного напряжения, а это дает, возможность обоснованно корректировать выбор промывочной жидкости и, тем самым, повысить эффективность бурения в условиях аномально высоких пластовых (поровых) давлений.

Формула изобретения

Способ прогнозирования аномально высокого пластового (порового) давления горной

леднего, отбирают в этих интервалах образцы глин, измеряют в них при атмосферном давлении скорость распространения упругих волн для каждого выделенного для отбора образца интервала с использованием которой находят эквивалентные глубины для интервалов с аномальными значениями скорости распространения упругих волн, при этом величину аномально высокого пластового (порового) давления

породы, включающий измерение по разре- 10 для указанных интервалов определяют из

зу скважины скорости распространения упругих волн в пластах глин, плотности пород и пластовой (поровой) воды, построение зависимости нормального изменения скорости распространения упругих волн от глубины залегания пластов, определение средневзвешенной по разрезу плотности пород и пластовой (поровой) воды, выделение интервалов с аномальными значениями скорости распространения упругих волн, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения аномально высокого пластового давления, образовавшегося в условиях снижения эффективного напряжения, дополнительно проводят измерение водородсодержа- ния пластов глин, строят зависимость нормального изменения водородсодержания с глубиной, и, если в интервалах аномальных значений скорости распространения упругих волн значения водородсодержания не отклоняются от нормального изменения последнего, отбирают в этих интервалах образцы глин, измеряют в них при атмосферном давлении скорость распространения упругих волн для каждого выделенного для отбора образца интервала с использованием которой находят эквивалентные глубины для интервалов с аномальными значениями скорости распространения упругих волн, при этом величину аномально высокого пластового (порового) давления

и

На

, HsKB (УП.С. Н5К.В 411

YB.C. )Нэ

где РПЛ - величина аномально высокого пластового (порового) давления;

На - глубина аномального значения регистрируемого параметра; - средневзвешенная плотность породы на глубине аномального значени,я регистрируемого параметра;

-средневзвешенная плотность породы на глубине,эквивалентной определяемой;

-средневзвешенная плотность пластовой (поровой) воды на глубине, эквивалентной определяемой;

Нэкв- эквивалентная глубина.

Y

.

уп.с.

Б.

Интервальная cffopocmb проуон(двния акустических волн, м/сек 30004000

500

11 iooo

11

|/ж

t

гч

gg

f i I

ll

ll

1

Изобретение относится к геофизическим исследованиям буровых скважин и предназначено для бурения скважин различного назначения в условиях аномально высоких пластовых давлений (АВПД). Цель изобретения - повышение точности определения АВПД, образовавшегося в условиях снижения эффективного напряжения. Создают акустический импульс и замеряют промежутки времени его от создания акустического импульса до прихода отражающих акустических волн из скважины. Определяют глубину-залегания отражающих пластов. Рассчитывают интервальную скорость прохождения акустических волн между соседними отражаюп1имн пластами. Строят зависимость интервальной скорости от средней глубины залегания интервалов порол между соседними отражающими пластами. Затем измеряют водосодержание (ВС) в пластах глин и определяют его изменение с глубиной. Если в интервалах аноми.мь- ных значений скорости распространения упругих волн (СРУВ) значения ВС не отклоняются от нормального изменения пос леднего, отбирают в этих интервалах оп- разцы глин. Измеряют в них при атмосферном давлении СРУВ для каждого выделенного для отбора образца интервала. По этой скорости находят эквивалентные глубины для интервалов с аномальными значениями СРУВ. Затем для указанных интервалов рассчитывают АВПД по математической зависимости с учетом измеренных величин. 1 ил, 1 табл. (Л to со 00 со to со