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会计学(二)上覆岩层压力(Overburdenpressur)上覆岩层压力——地层某处的上覆岩层压力是该处以上地层(包括岩石基质和岩石孔隙中流体)总重力所产生的压力。式中:p0—上覆岩层压力,MPa;D—地层垂直深度,m;φ—岩石孔隙度,%;ρma—岩石骨架密度,g/cm3;ρ—孔隙中流体密度,g/cm3;ρ0—地层密度,g/cm3。上覆岩层压力梯度——上覆岩层压力随深度增加而增大。沉积岩的平均密度大约为2.5克/厘3,上覆岩层压力梯度一般为0.0227兆帕/米。在实际钻井过程中,以钻台作为上覆岩层压力的基准面。(三)地层压力(formationpressue)地层压力——指岩石孔隙中的流体所具有的压力,也称地层孔隙压力(formationporepressue),用pp表示。正常地层压力——等于静液压力,pp=ph。石钻异常地层压力——地层压力大于或小于正常地层压力。。超过正常地层压力的地层压力(pp>ph)称为异常高压。低于正常地层静液压力的地层压力(pp<ph)称为异常低压。(四)基岩应力(matrixstress)上覆岩层压力由岩石的基质颗粒(骨架)和孔隙中的流体共同承担。由岩石颗粒间相互接触支撑的那一部分上覆岩层压力,称为基岩应力,亦称有效上覆岩层压力、骨架应力或颗粒间压力,用σ表示。(1-7)(六)异常地层压力的成因异常低压和异常高压统称为异常压力(abnormalpressure)。1.异常低压(abnormallowpressure)压力梯度小于9.81kPa/m(即正常地层压力梯度)的是异常低压。产生异常低压的原因(1)生产多年而又没有压力补充的枯竭油气层。(2)地下水位很低。2.异常高压(abnormalhighpressure)压力梯度大于10.5千帕/米的是异常高压。(1)形成异常高压的地质条件①地层具有保存流体的空隙;②地层周围存在不渗透围栅,构成圈闭;③具有一定的埋藏深度,形成足够大的上覆岩层压力。(2)异常高压的成因在地层的沉积过程中,随着上覆沉积物不断增多,地层逐渐被压实,孔隙度减小。如果地层是可渗透的、连通的,地层中流体的流动不受限制(称之为水力学开启系统),地层孔隙中的流体则随着地层的压实被排挤出去,建立起静液压力条件。在地层被不渗透的围栅包围,流体被圈闭在地层的孔隙空间内不能自由流通(称之为水力学封闭系统)的条件下,随着地层的不断沉积,上覆岩层压力逐渐增大,而圈闭在地层孔隙内的流体排不出去,必然承受部分上覆岩层重力。结果是地层流体压力升高,地层得不到正常压实,孔隙度相对增大,岩石密度相对减小,基岩应力相对降低。这种作用称为欠压实作用。第一节地下压力特性其它原因:①地质构造作用:造成地层上升、巨大地应力的挤压②水热增压作用:温度升高,流体体积膨胀③渗透作用:水由盐浓度低的一侧通过泥岩半透膜向高侧渗透。异常高压的大小异常高压一般不会超过上覆岩层压力。但也有超过上覆岩层压力的特高压地层,由覆盖在高压层以上岩层的内力帮助上覆岩层压力来平衡地层流体的巨大向上作用力。二、地层压力评价地层压力预测(钻前):地震资料法、测井资料法地层压力监测(钻进中):dc指数法、页岩密度法、标准化钻速法(一)地层压力预测地震法、声波时差法、页岩电阻率法。1.声波时差声波(纵波)在单位距离地层内的传播时间称为声波时差。式中:Δt——声波时差;ρ——岩层密度,ρ=f(φ);E——岩石的弹性模量;μ——岩石的泊松比。对于一定的岩性(泥页岩),Δt≈f(φ)。2.基本原理(1)声波时差与泥页岩孔隙度的关系(2)正常沉积条件下,泥页岩孔隙度与埋藏深度的关系泥页岩在地面的孔隙度可用声波时差表示:(3)正常沉积条件下,泥页岩声波时差与埋藏深度的关系(4)基本原理在正常压力层段,随着地层埋藏深度的增加,岩石孔隙度减小,密度增大,声波速度逐渐增大,声波时差逐渐减小。在半对数坐标中,声波时差随井深呈直线变化关系,称之为正常趋势线。进入异常高压地层时,由于岩层欠压实,孔隙度相对增大,声波速度相对减小,声波时差相对增大,则必然偏离正常压力趋势线。据此可预测异常高压,并可根据偏离程度的大小定量计算地层压力。第一节地下压力特性4.地层压力预测步骤(1)收集声波时差测井资料,读取泥页岩点的声波时差数据;(2)绘制散点图,引出正常压力趋势线;(3)读出异常高压层段的实际△t和该深度D所对应的正常趋势线上的声波时差△tn,计算△t-△tn;(4)从经验图版上读出△t-△tn所对应的当量密度ρp;(5)计算地层