Способ изучения геологического разреза скважин в процессе бурения

Способ изучения геологического разреза скважин в процессе бурения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) 4 Г 21 В 47 00, 6 О! V 1/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (2i) 3736809/22-03 (22) 04.05.84 (46) 23.06.86. Бюл № 23 (71) Московский институт нефтехимической и газовой промышленности им. И. М. Гуокина (72) В. М. Добрынин, В. А. Серебряков, В. В. Стрельченко и A. Д. Сребродольский (53) 622.24! (088.8) (56) Добрынин В. М. и др. Методы прогнозирования аномально высоких пластовых давлений. — М.: Недра, 978, с. 137 — — 140.

Добрынин В. М. и др. Определение аномально высоких поровых давлений в глинистых породах методом компрессионной кривой. — Геология нефти и газа, Недра, !

982, № 5, с. 25- — 28. (54) (57) СПОСОБ ИЗУЧЕНИЯ ГЕОЛОГИЧЕСКОГО РАЗРЕЗА СКВАЖИН В ПРОЦЕССЕ БУРЕНИЯ, включающий определение эффективного напряжения по величине горного и пластового давлений в функции глубины, геофизическое исследование, опрсделснис зависимости изменения геофизических характеристик горных пород от эффективного напряжения и определение параметров К (x) и В (x) полученной зависимости, отличаюи ссйся тем, что, с целью повьппения достоверности путем выявления геологических несогласий, определяют плотность пород по шламу, непрерывно отбираемому н процессе бурения, при этом величину эффективного напряжения рассчитывают с учетом полученной плотности, а геологическое несогласие определяют по появлению на одной и той же глмбине двух различных значений параметра В (х), где х — величина геофизических характеристик горных пород, К (x) характеризует угол наклона зависимости изменения геофизических характеристик горных пород от эффективного напряжения, В (i) отрезок, отсекаемый на оси геофизических характеристик горных пород.!

239281

Изобретение относится к нефтяной и газовой IlpoMbffflленности, в частности к cl10собам прогнозирования величины пластового давления, обт>яснения природы его образования, прогнозирования 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 сопротивления от эффективного напряжения; на фиг. 2 и

8 — соответственно графики изменения интервального времени пробега упругих волн и изменения интенсивности излучения ff1) (усл. сд.) oT эффсктив!Гого напряжения.

Параметры К (х) и В (х) компрессионной кривой -- зависимое(и геофизической характеристики пород х»т величины эффективного напряжения (o--p), несут в себе информацию о геологическом разрезе. Так, например, параметры К (х) и В (х) завиcHT oT величины горног0 давления, плястоБог0 давления, плотности пород разреза, тсмпературных характеристик разреза.

Известно, что содержание глинистых пород в изучаемом разрезе скважины составляет обычно 60-- 70,), при этом физические свойства глин в сильной степени зависят от степени их уплотнения. Поэтому глинистые породы чаще всего использу(от в качестве

«M3í0xfåòð3». характеризующего изменение физических свойств пород за счет изменения порового давления. Параметры В (х) и К (х) характеризук>т 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 определены на основе еле lYK)llllfx выражений: XI (Ог! --!Э >) — X.> (Cf -P i ) (O> — -P>) — - (OJ Р,) (!)

1P <;/x! (n р ) — {n.! (> ) (2)

Где xi и x> — величины геофизической характеристики глинистых пород (например, величина удсльн»го эл(ктр и -IсскОГ» (Оп ротивл!.Ии я, интерJ>альHOс время пробега уl ругих волн и!jf>.) соотвстсfDcHно на глубинах Ili и tl>; и! и О) — — средние нормалш(ые папряжсHИЯ (ГОР((ОС (аБЛЕПИЕ CÎÎT(3CT(Б с и и (> н я г, б и и -l x I . i и 1(к

Р! И Р ЯСЛИ-iHHI! П ° I 1 (Ofi(> (° Л

IJi И !1».

1 !рпв(,i(!! ill>J(>:I ра» (Гр(>(J) i.() li !>г Х ) я Бляются к»эффициентами ли;! HHO о у()явнения Б сист(ме координя Г 1р> х (и Р) В условиях согласного залегания пород разрез, параметры К (х) и В (х) компрессионной кривой остаются неизменными независимо от глубины залегания изучаемого разреза. В случае перерывов в осадконакоплении, 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. ,((ва различных значений параметра В (х) для одного и того же значения глубиньг указывают на несогласное залегание пород в этом месте. Компрессионная кривая в этом месте претерпевает разрыв, указанный как размыв.

На Оси абсцисс нанесены Б логарифмическом м асштабе значения геофизического параметра (в приведенном примере уд. элск 0 трическ;>го сопротивления), поскольку компрессионная кривая представляется как кривая изменения какого-либо геофизического параметра в зависимости от изменения эффекти виого на пряж ения ((> — р) .

До последнего Бремени ука I3IIHI>IH фактор при изучении геологического разреза He >!«!fтывался, что являлось источником больших погрешностей при прогнозировании аномальных пластовых даьлс! ий.

11редлагаемый способ реализуют путеM проведения следующих операций.

Производят не! рерывный отбор шлама в процессе бурения. Определяют плотность отобранных образцог> шлама. Непрерывно в процессе бурения производя.г геофизические исследования разрез" скважины Б функции глубины. Измеряют или ряссчитывак>т вели35 чину пластового давления р Б функции глубины.

Рассчитывают Бсличи(!у горного давления по формуле

f> гт== У (, 6, / () „

40 где 6! и Л!(, — — ГО<хи ветственно зна ц пия плотности породы, опрс;!еленной

l(o шламу, Б интервале глубин

ZlJ,.=-- h»- h,;

4 > — хскорс ие силы тяжести.

11епг)ерывli0 Б процессе бчр >ния опредслпк>т пярамс(ры В (х) и К (х) по форму. !г)(CICHH>i !3 Одн(»й ! 0>i H(c (. Jx>áHHc >(f1<>x ра:<,.I H!1 íûõ::

В (.>;)»пределяют м(сто р3змыва. . 7,() (> >!f ef > >г . И 3 у ч с и и (> Ге»л» Г и ч с с H 0> c» p -.". ()(. ЗJ(С К "3?I< и H Ь! ИЛ,Я ЮCTPИ Р<г(> СЯ фИ Г.

1ci1.>, ьзу» да и ньи .o ((Г!От((о<"(и п»р.>д. (г>, -iC((!(I>1(. Б Г>С>ЗХ,!Ь Г i Г(. 3?(3.1>!. 3 г!.>()ИЗ!!, >Н (!!ЛИ»:3, 3 танже:(3!!!! Ы<. Г;ЗМГНС((ИЯ )>.И.Ц ра. И II, I (i(ÑÒ>Э БЫК Б» (. (>lJ pCд " ! I»; (j>!.1БС! >г, IIJ(! (» и !0",!J»! т(гг»0>> i,>, И fJ,3 обхо (Jf l!>I(;I. гя»lip!" 1(>",г IIHЯ Гг>г !((,Г(, I II..:Ii.

T»H(JJ 0;I3l Б, IС>гl (>и. f !1 К i. . >! I .I, (>ii!J>>! !

1239281

=- 200 м значения {Icy. = 2,26 и 3 .

= I.0I г/смз, для глубины Н, =- 400 м C.„ c

=2,3 и î cy — — 1,02 г/см .

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 Н = 400 м

Р =8,70мм.

Рассчитывают величину горного давления о по разрезу скважины в исследуемом интервале Н! —= Н . Для глубины Н{= 200 м

R = 45,2 кг/см, для глубины Н = 400 м

Д =92,1 кг/см .

Рассчитывают величину пластового давления р в функции глубины. Для глубины 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 1!яряметров К (х) и В (х). Так в интервале

200 †4 м значения К (х) = 0,0018, В (х} == 0.85.

Последук>п{ие рас {еты параметров К (х) и В (х) ниже отметки 400 м по разрезу с использованием соответствующих исходных данных показывают, что значения параметров остаются неизменными до глубины

675 м, что соответствует значению эффективного напряжения (o — - р) = 89,8 кгс/C» .

Далее значение параметра К (x) остается практически неизменным, а значение параметра В (х) резко изменяется с 0 85 <о

0,5 (фиг. 1).

В интервале глубины 675- !000 м значения параметров К (х) и В (х), как показывают расчеты, не меняются. В этом и{ггервале глубин изменение эффективного напряжения (и — 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 000 м составля от

К(х) =-0,0018, В(х) = 0,34, Изменения параметра В (х) на глубинах

675 м и 1000 м при практически постоянном значении К (x) свидетельствует О наличии несогласного залегания осадочных горных пород. Петрографические и палсонтологические исследования, выполненные на образцах керна, подтверждают пали чие несогласного залегания пород на глубинах 675 и 1000 м.

Пример 2. Изучение гео{!Ог!{ !еского Разреза скважины иллюстрируется фиг. 2 < Ilo данным ультразвукового метода).

Используя данные плотности iiopод по шламу, минерализяции пластовых во f. О!!Ределяют значе!{Ия 8„, If дв, по разрсзх скважины.

По данным геофffзи !еских исследований разреза скважины в процессе бурения определяют. интервальное время пробега упругих волн в гл {f{f{crf. породах (t). Рассчитываем величину горного давления с! и величину пластового давления р по разрезу скважины. Используя полученные данные, l1o формулам (! ) и (2) определяется значе10 ния параметров К (х) и В (x).

Результаты расчетов параметров К (х) и

В {x) показывак{т, «то в интервале глубин

400 — -2200 м K (х) и В (х) не меняются и остаются постоянными, например Hi =

= 1860 м; Н = 2100 м; t,= 300 мкс/м; t 277 мкс/м; 6,: = 2,55 г/см ; б

=?,56 г/см ;Я,;; = — !.07 г/см ; (Π— р) i== 275 2 кгсc i-; (—; Р) ==- 312 9 кгс/см";

К f;) = 1,(};3 1(} - f{, I Ia 1; В (.1 ) = 2,76.

Ня глубине 2"(Н} м происходит резкое и.{ iIOBCI{l{ i! Bpa _#_it. { пс! Б (x ), (6,{o 2.93 пгн! Ипгкти {еск{{ flcизмен{{ом К (х) ()х (» } = !,02.10 М}1, . {глее {О глкб{ипы 2750 м К (х} и Б (х) пс:,!с ., яются, ня. Р!{мер Н;== 2200 м; Н i==

= 23- .0 и; л,(1= — 396;{кс, м;,х{:=-- 375 мкс, и;

25 (c -p l = 327 8 кгс сl:- : to — Р }

=- 351,0 кгс/см .

Ия гзубинс 2750 м I{I{on! про!{сход{{! упе,lи {ение параметр;- В (х) до BE 7I{чины, -3,07.

Л н я ч {{ и и я p a ñ (. I! ы х If a I{ a ы ет р О В и и же

2750 и состгancii{ê т;!х i E} == — .03 10- МПа;

В (хi =- 3,(}7.

Изх1.пенис llяря:lc !4;I В (х} пя гзмбинях

2200 и 2750 х1 при практически постоянном з!!ачснии К (к} свидетельствкст о няли {ИИ НССОГЛЯСНОГО 3 1. ГЕГЯНИЯ ПОРОД. ЧТО ПОД35 тв{ Рждастся пе1 )of-ða(Bin,ccf,è÷è li пале(я{тологическими иссле {Овя пням«па обр<1. {пах

КЕP! I I. !

/р!{мер 3. Для изх ic!{и. I OО, IОГи !ескОГО рaapåaa скважины !О,!!{!{! ым Ifc éòðoíf{oãо гамма-метота (фиг. 3) проводят необходимые определе!{ия !1!{а!логи ч!!о примерам! и2.

Результаты paf. !стон параметров У, (х} и В (к) !!Окг!зь{!!я {О Г: п интервале глуflff и

200 21 75 х{ К (.к } ii В х) 1{е менйютсs{

<5 Осгак{гси постоиlf 11!ми, напр!{хIср

==.- 12!и} .,i. Н:=== 1: . 1, 1,==- {В8 ксг! е !.:

I == I }5 ..!.,i., О } === ! . к ге см ! и: i,—.—. 281.2:; ."; . Е х == (i, ( у !{! 3111a 13, Г = — f! fl55

1 бпп ?,, ",;,Исхо и! Рс и{ос ifз (, c !!!)и . ;е "!{ :с! 1;,I !!с з Iс:пlо lf К, ., к {х } ——

1239281.в

Редактор Н. Бобкова

Л а к и з 3366, 28 (.

ВНИИПИ осударственного комитета СССР но дела м изобретений и открытий ! 13035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4!5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. !1роектная, 4