Способ прогнозирования аномально высокого пластового /порового/ давления горной породы

 

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.мьных значений скорости распространения упругих волн (СРУВ) значения ВС не отклоняются от нормального изменения пос леднего, отбирают в этих интервалах опразцы 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

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

ÄÄSUÄÄ 1293323

А1 (511 4 Е 21 В 47/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ / " ;К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3883143/22-03 (22) 09.04.85 (46) 28.02.87. Бюл. № 8 (71) Всесоюзный нефтяной научно-исследовательский геологоразведочный институт (72) В. И. Славин, Б. Н. Куликов и В. А. Серебряков (53) 622.241 (088.8) (56) Добрынин В. М., Серебряков В. А.

Методы прогнозирования аномально высоких давлений. М.: Недра, 1978.

Кучерун E. В., Шендерей Л. П. Современные представления о природе аномально высоких пластовых давлений. М., В И Н ИТИ, 1975, с. 1 18 — 119. (54) СПОСОБ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ

АНОМАЛЬНО ВЫСОКОГО ПЛАСТОВОГО (ПОРОВОГО) ДАВЛЕНИЯ ГОРНОЙ ПОРОДЫ (57) 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 о)ражающих акустических волн из скважины.

Определяют глубину залегания отражающих пластов. Рассчитывают интервальную скорость прохождения акустических волн между соседними отражающими пластами. Строят зависимость интервальной скорости от средней глубины залегания интервалов пород между соседними отражающими пластами.

Затем измеряют водосодержание (ВС) в пластах глин и определяют его изменение с глубиной. Если в интервалах аномальных значений скорости распространения упругих волн (СРУВ) значения ВС не отклоняются от нормального изменения пос л еднего, отбирают в этих и нтер вал и х ()()разцы глин. Измеряют в них при атмосферном давлении СРУВ для каждого выделенного для отбора образца интервала. Г!о 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.

1293323

Изобретение относится к геофизическим исследованиям буровых скважин и может быть использовано при бурении скважин различного назначения в условиях аномально высоких пластовых (поровых) давлений (АВПД).

Цель изобретения — повышение точности определения аномально высокого пластового (порового) давления, образовавшегося в условиях снижения эффективного наи ряжения. 10

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 преимущественно необратимых (остаточных) деформаций. При уменьшении эффективного напряжения (разность горного и пластового давлений), которое может быть вызвано возрастанием пластового или 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 недоуплотнения в результате образования АВПД горных пород зависимость водородосодержания глин с глубиной идентична зависимости распространения скорости упругих волн с глубиной. В зоне аномально высоких поровых давлений значения ско- 1о 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.

Создают акустический импульс, замеряют промежутки времени от создания акустического импульса до прихода отражающихся акустических волн, определяют глубины залегния отражающих 1ластов. Ðàñсчитывают интервальную скорость прохождения акустических волн между соседними отражающими пластами, строят зависимость

1 интервальной скорости от средней глубины залегания интервалов пород между соседними отражающими пластами, определяют аномальные значения 2 интервальной скорости. В интервалах горных пород, залегающих на глубинах аномальных значений 2 интервальной скорости, отбирают образцы, определяют в них скорость прохождения акустической волны прн атмосферном давлении. Все данные сводят в таблице.

Используя данные таблицы и зависимость

1, строят зависимость 3 интервальной скорости при снижении эффективного напряжения. По зависимости 3 определяют эквивалентные глубины 4 для аномальных значений 2, затем рассчитывают Л.ВПД по формуле мпд Мн*

Р пл = P гсост.—

РНэкв. РН эщ или иначе а Нэкв. На å

Рпл = гпсНа — — (оэп.с. — гв.с. )Я эпп

ASB* где Р:и. р вээ.э гсост.

Я э в.в 1эп.с. — — величина АВПД; — величина геостатического давления на оп эеделяемой глубине;

Нэвв.

Ргеост. — Величина Геостатического давления на .лубине, эквивалентной определяемой; гээво.

Р . — величина пласгового (гидростатического) давления на глубине, эквивалентной определяемой;

Ha — глубина аномального значения;

О у — средневзвешен зая плотность породы на гл бине аномального значения; — средневзвешенная плотность породы на глубине, эквивалентной определяемой;

1гв. " — средневзвешен аая плотность поровой (плас. овой) воды на глубине, эквивалентной определяемой;

H. — эквивалентная глубина.

Так, для глубины 3000 м п алучают АВПД, равное 448,21 кг/см, АВПД, рассчитанное для этой жг глубины по известному способуэ равно 360,80 кг/см-, АЗПД, замеренное мапоме гром для глубины 3140 м, равно

436,6 кг/см- .

Таким образом, использование гредлагаемого способа позволяет повысить точность прогнозирсвания АВПД в регионах, где

АВПД создано при снижении эффектив1293323 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 для указанных интервалов определяют из выражения

Формула изобретения лье* Нэкв Нэкв

Pna. = уп.с — На — (1эп.с. — п/в.с. ) Нэкв

> где Р

Нв— а п/п.с. нэкк ив.с.

Н.-—

ЭквиваСредняя глубина залегания

Средневзвещенная плотность породы

Интер- -Интервальвальная ная сколентная глубина

Нэ„,, м ность породы на глубине, эквивалентность поровой (пластовой) воды на глубине,эквивалентной определяемой яэкв в с. г/смэ интервала пород между соседними отражающими пластами, м рость прохождения акустических волн образца пород при атмосферном давлении,м/с скорость прохождения ной определяемой „,, z / 3 акустичесна глубине аномального ких волн, м/с значеа ния dq,, г/смэ

2600

500

800

2740

1000

2800

1200

2900

1560

3000

2000

3200

2300

3360

2800

3600

3000

3050 2,33 2006,3

2,27

1,02

3500 ного напряжения, а это дает возможность обоснованно корректировать выбор промывочной жидкости и, тем самым; повысить эффективность бурения в условиях аномально высоких пластовых (поровых) давлений.

Способ прогнозирования аномально высокого пластового (порового) давления горной породы, включающий измерение по разре- 10 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 водородсодержания 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 посвеличина аномально высокого пластового (порового) давления; глубина аномального значения регистрируемого параметра; средневзвешенная плотность породы на глубине аномального значения регистрируемого параметра; средневзвешенная плотность породы на глубине, эквивалентной определяемой; средневзвешенная плотность пластовой (поровой) воды на глубине, эквивалентной определяемой; эквивалентная глубина.

Средневзве- Средневзвешенная плот- шенная плот1293323

Иип ердальная скорость про ождения акустических балн, л/сен

Л700 4ЮО яа

95 /gal 1 ф ф

; moo

3 1

> р2000 5

8 ть 13000 Ъ ц, Составитель В. Стрельченко

Редактор Т. Митейко Техред И. Верес Корректор О. Луговая

Заказ 358/33 Тираж ЯЗ Подписное

ВНИИПИ Государственного когиитета С(ХР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” -35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная. 4