标准层异常压力预测方法探究_新闻_

异常地层压力成因与预测

袁立强冯秀鲁

中圖分类号：G148 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）30-0354-01

嫩二段标准层是大庆油田套损的重灾层位，据不完全统计在整个油田范围内，约有40～50%的套损井是在嫩二底套损的，而嫩二底的套损井中有90%以上的套损点分布在嫩二底标准层上。大庆油田对嫩二底标准层成片套损研究结果表明，嫩二底标准层套损是由于注入水通过地层裂缝等通道进入油页岩后，油页岩吸水膨胀并层间滑动所致。在标准层套损区进行调整井钻井施工时，经常发生标准层水侵、井涌，固井后套管冒水等复杂事故，威胁钻井安全和固井质量。为此，通过对标准层的测井曲线特征的研究，识别出标准层进水的特征和标准层高压特征，为钻井施工提供指导。

通过对杏树岗油田的具有代表性的多口井的视电阻率、井径曲线、自然电位的对比与研究，总结出了嫩二段底部底部标准层段的各种地层压力情况下测井曲线特征，并在区域范围内具有可对比性。

一、嫩二段底部标准层电阻率曲线和井径曲线特征

嫩二段底部标准层井径曲线显示出不扩径和不缩径特征，表明标准层岩性致密或相对比较硬，在钻井过程中不易脱落扩大。

嫩二段底部段底部标准层的测井曲线特征在2.5米电阻率上表现为明显的6个峰值，这6个峰值在整个油田范围内都存在，只不过由于沉积环境和其他条件的不同，各个峰值的起伏程度不同，但总体上看，这六个稳定的视电阻率峰值在整个大庆油田具有一致性和可对比性，6个峰值的高低与化石富集程度有关。在杏树岗油田范围内，一般情况下第三峰值的化石层化石含量最为丰富，且化石类型以叶肢介为主，而套损主要发生在这个峰值上（80%以上）；其次为第四和第六峰值，化石种类以介形虫为主；第五峰值的化石含量最少。

在详细的岩心观察基础上，标准层与上下岩石最大的区别就是化石含量丰富以及水平层理发育，而化石的大量富集，必然导致地层中钙含量的增高，从而导致视电阻率高值，从岩心观察中还可以知道，化石富集的地方正好对应于视电阻率的高值处，二者具有很好的吻合性。

二、嫩二段底部标准层自然电位曲线特征

（1）正常嫩二段底部标准层自然电位曲线特征及形成原因分析

嫩二段底部标准层本质是化石含量丰富的泥岩，其自然电位主要由扩散-吸附电动势构成。泥岩孔隙中阳离子浓度高，它将排斥Na+；使其扩散到泥浆中，而Cl-被吸附，在泥浆中形成Na+富集，泥岩中Cl-富集，达到平衡时，形成扩散-吸附电动势

由于标准层之上的泥岩GR值平均为80左右，标准层之下的泥岩GR值平均为100左右，除标准层第三、四尖峰GR值为120-140外泥质含量高（标准层对应GR值高），对Cl-吸附能力强，形成自然电位正异常（在化石含量高的第三尖峰最为明显），并且标准层上下基线有1-2mv的偏移量

（2）嫩二段底部标准层进水后但未发生水浸的自然电位曲线特征

嫩二段底部标准层修井和取心情况表明，嫩二段底部化石层进水，水平层理张开，使之具有渗透性。当钻井液柱压力高于标准层地层压力时，自然电位形成原理与砂岩相同，以扩散电动势为主。

由于地层水（或注入水）矿化度大于钻井液矿化度，离子从浓度高的地层方向浓度低的井眼方向扩散；Cl-的速度>Na+的速度，低浓度一侧的Cl-富集，高浓度一侧Na+富集，在两种溶液交界出产生电动势（电场）；场使Cl-迁移速度减慢，而Na+迁移速度加快，使电荷富集速度减慢；正负离子迁移速度相同时，电动势不再增加，达到动态平衡。此时的电动势称为扩散电动势。

Cw>Cmf，且NaCl分子全部电离，岩性纯，无双电层，水是远水。

Ed表达式：

l+——正离子迁移率，l-——负离子迁移率

R—气态常数，T—绝对温度

Z——离子价，F——法拉第常数

Kd——扩散电动势系数

Cmf——泥浆滤液浓度，CW——地层水浓度

常见离子迁移率及电解质溶液的Kd值（18℃时）

通过对杏二区3口标准层管外冒井的取水样进行电阻率测样，其18℃电阻率为2.4-2.5W.m左右，取平均值2.45W.m，钻井液电阻率取3.5-4.5W.m，由此计算

Ed=-11.6*lg（3.5/2.45）=-1.8mv

Ed=-11.6*lg（4.5/2.45）=-3.1mv

因此，当嫩二段底部标准层进水后但未发生水浸时，形成自然电位负异常或平直（在化石含量高的第三尖峰最为明显），并且负异常幅度与钻井液电阻率和浸入水的电阻率相关（如杏二区在2-3mv左右）。