dc指数应用.docx
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dc指数应用
一、基本概念:
(一)静水压力:
由垂直的液柱重量所产生的压力称为静水压力或流体静压力。
静水压力的大小与液体的密度、液柱的高度有关,而与液柱的形状、大小无关。
计算静水压力的公式为:
PH≈0.01ρ·h
式中:
PH-静水压力,兆帕;ρ-液体平均密度,克/厘米3;
g-重力加速度,9.80665米/秒2;h-液柱高度,米。
静水压力梯度:
指单位液柱高度静水压力的变化。
是与深度无关的量,其大小完全取决于液体的密度。
用下式表达:
GH=PH/h≈0.01ρ
式中:
GH-静水压力梯度,兆帕/米。
为方便对各种压力进行比较,常用等效液柱的流体密度来表示:
GH=100PH/h=ρ
式中:
GH-静水压力梯度,克/厘米3。
静水压力梯度受液柱中溶解的固体和气体的浓度以及温度梯度的变化和差异的影响。
(二)上覆岩层压力:
某处地层的上覆岩层压力是指覆盖在该地层之上的岩层骨架和孔隙中流体的总重量造成的压力,又称为地静压力。
P0=0.01∑i=1nρbi·△Hi
式中:
P0-上覆岩层压力,兆帕;
ρbi-△Hi段的岩石体积密度,克/厘米3;
△Hi–ρbi所对应的深度间隔,米。
上覆岩层压力梯度:
是指单位岩柱高的压力,又叫地静压力梯度。
即G0=P0/H
式中:
G0-上覆岩层压力梯度,兆帕/米;
H-某层的垂直深度,米。
H=∑i=1n△Hi。
上覆岩层压力梯度实际是所论及深度以上的平均岩石体积密度。
它随深度而增大。
上覆岩层压力梯度的精度是影响计算地层压力和破裂压力精度的重要因素之一,要准确地确定它。
除上述的理论计算外,还有很多其它的经验公式和计算方法,在此不再赘述。
(三)地层压力:
作用于岩层孔隙内流体上的压力叫做地层压力,也称为孔隙流体压力或地层孔隙压力,用Pf表示。
在含油气地层被称为油层压力,或气层压力。
Pf=0.01ρf·h
式中:
Pf-地层压力,兆帕;ρf-地层流体密度,克/厘米3;
h-指定深度以上的静液柱垂直高度,米。
1、地层压力梯度指单位深度的流体压力值,又称流体压力梯度。
Gf=Pf/H
式中:
Gf-地层压力梯度,兆帕/米;
H-以补心面为基准点计算的某地层埋藏深度,米。
2、压力系数:
指实测的原始地层压力与同深度静水压力之比值,即:
αp=Pf/PH
3、正常地层压力:
当地层压力等于该地层的静水压力,即压力系数等于1,就叫正常地层压力。
正常地层压力是深度和水的密度的函数,水的密度随含盐量变化。
水的密度范围:
1.0~1.08克/厘米3。
正常地层压力的压力梯度范围:
1.0~1.08克/厘米3。
(千帕/米)
正常压力的地质环境是一个水力学上的开放系统,即可渗透的,流体连通的地层,为建立静水压力环境创造了条件。
在此,岩石骨架承受了全部上覆岩层压力和构造运动产生的机械应力。
4、异常地层压力:
在任何给定的深度上,凡偏离正常静水压力者都算是异常地层压力。
它分为两种:
在一个具体的地质环境中,超过静水压力,即压力系数大于1的地层压力叫做异常高压或超压;而地层压力低于静水压力,即压力系数小于1,叫做异常低压。
用压力梯度表示,则可以认为压力梯度大于1.08克/厘米3的是异常高压;小于1克/厘米3的是低压。
异常高压比低压更为多见,且目前综合录井的压力检测方法中仅针对异常高压做了大量的方法研究,故本自学参考内容仅就异常高压加以讨论。
异常高地层压力系统的地质环境在水力学上基本上是一个封闭式的系统,阻隔流体连通或至少使流体连通受到限制。
在此,上覆岩层压力中有一部分被地层孔隙空间中的流体支撑。
(四)地层平衡压力梯度与正常地层平衡压力梯度
1、当量钻井液密度(ECD):
指某深度处的钻井液压力(含钻井液循环压力)等于该深度的地层压力时的钻井液密度。
2、地层平衡压力梯度:
指以钻井液出口管为参考点计算的孔隙压力梯度,单位以钻井液密度表示。
FBG=Pf/H×100
式中:
FBG-地层平衡压力梯度,克/厘米3;Pf-地层压力,兆帕;
H-以钻井液出口管为参考点计算的某地层深度,米。
地层平衡压力梯度表示了平衡所论及深度处的地层孔隙压力所需要的钻井液密度,也就是说它恰好等于当量钻井液密度。
3、正常地层平衡压力梯度:
指以钻井液出口开始计算的正常静水压力梯度。
随着井的加深,正常地层平衡压力梯度逐渐接近实际孔隙压力梯度。
而在正常压实地层中,孔隙压力梯度为一常数(等于静水压力梯度)。
因此,正常地层平衡压力梯度等于平衡孔隙压力的当量钻井液密度。
表1正常地层平衡压力梯度计算
图1实际地层流体密度和正常地层平衡压力梯度
(五)地层破裂压力:
是克服地层孔隙压力、岩石骨架强度和水平构造应力所必需的一种压力,即井下某一层段的地层所能承受的最低液柱压力。
1、地层破裂压力梯度:
指单位深度增加的破裂压力值,即
Gff=Pff/H
式中:
Gff-地层破裂压力梯度,兆帕/米;Pff-地层破裂压力,兆帕;
H-地层深度,米。
2、有关应力的概念
应力就是单位面积上内力的大小,单位是兆帕。
岩石在围岩挤压作用下产生的应力叫压应力(即围压)。
垂直于截面上的压应力叫直压应力。
最大直压应力叫主压应力。
地壳内由地壳运动产生的应力叫地应力(即构造应力)。
围压与孔隙压力之差叫有效应力。
地下环境中任一点压应力都可分解成三个互相垂直的主压应力,以σ1、σ2、σ3分别代表最大、中等和最小主压应力。
以σ1`、σ2`、σ3`分别代表相应的有效主压应力。
那么
σ1`=σ1-Pf
σ2`=σ2-Pf
σ3`=σ3-Pf
式中:
Pf-地层孔隙压力,兆帕。
3、泊松比:
一个弹性一定的物体,经受纵向负荷时,其横向与纵向应变的比值叫泊松比。
常压下测定的岩石泊松比叫静态泊松比;模拟井下岩石围岩条件测定的,或利用测井资料求得的地层真实泊松比叫动态泊松比。
4、骨架应力系数:
岩石骨架水平与垂直应力之比,以Ki表示,则Ki=σh/σz=μ/1-μ
式中:
σh、σz-分别为岩石骨架水平、垂直应力,兆帕;
μ-岩石泊松比。
假定无构造应力场存在,地下岩石处在如图2所示的应力状态下。
该图表示除了上覆岩层压力、孔隙流体压力、岩石骨架应力和地层破裂压力的关系。
图2假定的地下岩石所处的应力状态
二、异常高地层压力的成因:
异常地层压力的形成往往是许多因素综合作用的结果,与地质学、物理学、地球化学和动力学的作用有关。
据油矿地质学:
导致异常地层压力的因素主要包括以下几种作用,即成岩作用、热力和生化作用、构造作用以及渗析作用等。
(一)成岩作用:
对异常高压形成有影响的主要有泥(页)岩压实作用、蒙脱石的脱水作用以及硫酸盐岩的成岩作用。
1、泥(页)岩压实作用:
在砂泥岩地层异常高地层压力的形成主要是由于沉积物特别是泥(页)岩沉积物的压实作用所引起的。
泥(页)岩压实作用形成异常高地层压力的机理:
在上覆沉积物连续沉积的情况下,由于上覆沉积物的压力,疏松多孔的粘土沉积物被压实,孔隙中的流体被排挤出来,孔隙体积也随之减小。
如果粘土孔隙中的流体排出速度与上覆沉积物增加的速度协调一致,则随着粘土埋藏深度的增加,粘土孔隙度不断减小,直到粘土不再进一步被压实为止。
在这种正常压实情况下,地层孔隙流体压力即为静水压力。
但若存在有效的封闭条件和因素,阻碍了粘土孔隙中水的充分排出或沉积速度太快,粘土孔隙中的水不能以和上覆沉积物增加的速度协调一致的速度排出,孔隙水成为上覆压力的主要支撑物,使沉积物颗粒得不到正常压实,而保持了比该深度处正常值要大的孔隙度,导致异常高地层压力的形成。
2、蒙脱石的脱水作用:
含有大量蒙脱石的粘土沉积物,随着沉积物的增加,粘土埋藏深度的加大,地层温度也不断地升高。
当温度达到蒙脱石的脱水门限时,蒙脱石释放出大量的晶格水和吸附水,如果粘土处于封闭的地质条件下,被释放的水就在粘土孔隙中积蓄起来,从而增加了孔隙流体压力。
3、硫酸盐岩的成岩作用:
石膏向无水石膏转化时析出大量的水,在封闭的地质条件下增加孔隙流体压力。
(二)热力和生化作用:
在一个封闭系统中,温度增加将引起岩石和岩石孔隙中流体的膨胀,以及岩石中流体相态的变化和油气生成,从而使系统压力增大。
(三)渗析作用:
泥(页)岩两侧的溶液浓度存在差别时,浓度低的溶液通过泥(页)岩半渗透膜向浓度高的溶液渗流,产生渗析压力,有助于在封闭的地质环境中形成异常高地层压力。
(四)古压力和构造作用:
埋藏较深且处于封闭地质条件下的地层,因地壳上升上覆地层遭受剥蚀,埋藏深度变浅,封闭的地层孔隙流体压力保持不变,相对于较浅的深度成为异常高压。
构造作用主要表现为断裂对异常地层压力形成的影响。
由于断裂造成的地层上升或下降,分别形成异常高压和低压。
(五)测压水位的影响:
测压水位高于井口海拔高度,地层显示出的异常高压。
相反,测压水位低于井口海拔高度,地层显示出异常低压。
(六)流体密度差异:
对于油-气-水系统,特别是地层倾角陡,含油气面积大的油气藏,因密度差异,位于顶部的地层显示出特别高的地层压力。
从以上影响异常高低层压力形成的因素讨论中可以得出:
高压或超高压的异常地层压力,其形成和保存都需要一个良好的压力封闭的地质环境,压力封闭起着阻碍流体逸散的作用。
同时,只有当压力封闭形成的时间不晚于烃类生成和运移的时间时,异常地层压力才得以形成。
三、异常高地层压力的预测方法:
具有异常高压力的地层在地下并非孤立地存在,其上部作为盖层的泥(页)岩处于从正常地层压力到异常高地层压力过渡的地带,这个过渡层段称为压力过渡带。
与远离异常高压力地层的、属于正常压实的泥(页)岩相比,过渡带的泥(页)岩由于是欠压实的,其密度较小、孔隙度较大。
异常高地层压力的预测实质上就是对异常高压过渡带的泥(页)岩层的检测。
因此,任何能反映地层孔隙度变化的测量方法都可以用来检测异常压力。
国内外在预测砂泥岩剖面中的异常高压方面采用了以下几种方法,即地球物理勘探、地球物理测井以及综合录井压力检测方法等,现作为一般性了解内容分别将物探、测井两种方法简单介绍如下:
(一)地震勘探法:
地震波在地下的传播速度,即层速度,或传播时间与地层岩石密度密切相关。
在正常压实的情况下,泥(页)岩的密度随埋藏深度的增加而增加,地震波传播速度(层速度)也随埋藏深度的增加而加大。
在异常高压过渡带,由于泥(页)岩是欠压实的,随着埋藏深度的增加,泥(页)岩孔隙度增大,密度减小,地震波传播的层速度将偏离正常压实趋势线向着减小的方向变化,而地震波的传播时间则向着增加的方向变化。
由于地震资料的多解性,利用地震资料来预测异常地层压力,应充分掌握研究区域的地层层序和岩性特征,避免错误解释。
也就是因为上述原因,这一预测异常高压的方法应用并不普遍。
(二)地球物理测井法:
利用地球物理测井预测异常高压方法较多,包括:
电阻率测井、声波测井、密度测井等。
1、影响地层电阻率的因素有岩石性质、孔隙度、孔隙中所含流体的矿化度、地层温度等。
若泥(页)岩地层的地层水矿化度一定,则地层电阻率主要受孔隙度的影响。
在正常压实的情况下,泥(页)岩的孔隙度随埋藏深度的增加而减小,电阻率随埋藏深度的增加而加大;钻遇异常高压层段,其中所含地层水数量增加,因而泥(页)岩电阻率必然向降低的方向偏离正常趋势线。
2、声波测井所记录的纵向传播速度主要是岩性和孔隙度的函数,对于泥(页)岩,声波测井曲线基本上是一条反映孔隙度变化的曲线。
在正常压实的情况下,声波传播时间将随埋藏深度的增加而减小,而声波传播速度则随埋藏深度的增加而增大;如遇异常高压过渡带,声波传播时间将向增加的方向偏离正常趋势线。
3、泥(页)岩密度测井预测异常高压的基本原理同泥(页)岩密度录井相似。
在综合录井压力检测方法中再作进一步讨论。
地球物理测井方法的影响因素也很多,需与其它方法相配合,才能获得更为可靠的结论。
(三)综合录井压力检测方法:
1、dc指数和sigma指数
2、泥(页)岩密度
3、地温梯度
4、出口钻井液温度
5、其它辅助方法
四、综合录井压力检测
(一)dc指数
正常压实地层在上覆岩层的作用下,随埋藏深度的增加,压实程度相应增加,岩石密度相对增大,孔隙度减小,钻进时机械钻速降低,钻时增大;当钻遇处于压力过渡带的泥岩地层时,由于泥岩欠压实的存在,钻进时机械钻速相对正常压实泥岩增大,钻时降低。
为了能够较为准确地反映出钻时与异常高压层之间的关系,就必须消除其它因素对钻时的影响。
dc指数就是在消除钻压、钻头直径、转盘转速、钻井液密度等影响因素的情况下,反映地层可钻性的一个综合指标。
它实现了把所有钻遇地层的可钻性放在同等钻井条件下进行比较,研究发掘异常段,发现异常高压过渡带,最终做出预测预报。
在正常压实情况下,dc指数是随井深的增加而增大。
当钻遇异常高压地层过渡带时,dc指数向着减小的方向偏离正常压实趋势线。
据此可预测过渡带的顶部位置和预报异常高压。
1、dc指数的计算:
下列引用的公式,仅为了说明这一理论的发展过程,使地质监督能对此有所了解。
因并不牵扯到具体的计算,所引用物理单位均未换算成国际单位。
(1)宾汉(M.C.Binghan)在1965年首先提出了d指数的概念。
V=KNe(W/D)d
式中:
V-机械钻速,英尺/时;K-岩石可钻性系数或骨架强度系数;
N-转速,转/分;e-转速指数;W-钻压,磅;D-钻头直径,英寸;
d-钻压指数或地层‘可钻性’指数,无因次。
(2)Jorden和Shirley1965年在宾汉的基础上提出了以下经验公式,发现了d指数和压差之间的相关性。
d=lg(V/60N)/lg(12W/106D)
N、W、D保持一致或稳定,正常情况下,d指数随井深增加而增加;钻遇高压地层,由于V增大,d指数下降,偏离正常趋势线,从而可以检测异常地层压力。
(3)Rehm和Mcclendon在1971年为消除钻井液密度的影响,引入了一个修正值,即
dc=d×(GH/ECD)
式中:
dc-经过钻井液密度校正的d指数,无因次;
GH-静水压力梯度,克/厘米3;
ECD-钻井液循环当量密度,磅/加仑。
Galle和Woods推导出一个考虑到钻头磨损而校正机械钻速的关系式,即
V=K·(N/B)·(W/D)d
式中:
B-钻头磨损校正因子,无因次。
(它是钻头进尺和最终磨损程度的函数,可以写成B=αp,α、p的计算略)
(4)法国地质服务公司把以上公式综合成为计算‘dcs’的公式,这就是对d指数的第二次修正。
dcs=lg(B·V/60N)/lg(12W/106D)·GH/ECD
2、正常趋势线dcn的建立
正常趋势线是正常地层压力的粘土岩层中dc指数与深度的关系曲线,是解释异常压力的基础。
它的精度和地层压力的计算精度密切相关,曲线方程为:
Lg(dcn)=a·H+b
式中:
a-斜率;b-趋势线的截距;H-垂直井深,米。
(1)a和b的确定:
对于从井口开始录井的探井,上部软的、未压实的沉积层可不设置趋势线;在正常压实段,选择具备一定厚度的纯泥(页)岩dcs值点来确定正常趋势线,要求正常趋势线要通过大多数可信度较高的粘土岩层的dcs值点,并在后续录井过程中对其进行校验,确保趋势线的准确合理,能正确解释出异常地层压力。
正常趋势线一经确定,一般情况下斜率应保持不变。
(2)右限、左限、砂岩线:
在实时钻进过程中,录井技术人员人为设定的,与趋势线相平行的界限。
右限、左限、砂岩线的值都是相对于趋势线而言的,也就是距趋势线的距离。
右限值一般取0.16,左限取0.05,砂岩线取0.5。
如正常趋势线某点值为1.25,左限为0.05,那么左限的绝对值是1.20。
(3)下列数据不能采用:
浅层软的、未压实的沉积层;钻头后期磨损严重和新钻头磨合的进尺;磨鞋进尺;取心井段;水力参数突变的局部井段;不整合破碎带的数据;个别粘土岩层的dc指数突变漂移点。
(4)移动正常趋势线的原则:
正常趋势线一经确定,一般情况下斜率应保持不变。
在塔里木综合录井上交的资料中,曾多次出现整口井正常趋势线斜率频繁变动,甚至有反方向斜率的情况。
如此则从根本上违背了dc指数的压实理论基础,不可能用它检测到欠压实地层,更无法做出预测。
在正常录井过程中因钻头尺寸、类型的改变、地层存在大的不整合现象等,必要时可对正常趋势线进行平移。
3、dc指数法方法的图解说明:
笔者就自己对dc指数理论方法的理解,用图解方法来简单地说明这一理论。
我们逐步假设:
①假设由井口至井底为均匀的纯泥岩,并使用同样的钻头、钻井液、钻井参数等钻井条件。
那么可以得出如下结论:
由于压实作用,随井深的增加钻时增大,dcs增大。
dcs与井深
dcs
depth图3示意图
呈线性关系,dcn与dcs重合。
②假设由井口至井底为均匀的纯泥岩夹砂岩,其中砂岩层属于正常压力地层,同等钻井条件。
那么可以得出如下结论:
泥岩段随井深的增加钻时增大,dcs增大。
dcs与井深呈线性关系,dcn与dcs重合;砂岩段,钻时降低,向左超出砂岩线。
dcs
dcn
depth图4示意图
③假设由井口至井底为均匀的纯泥岩夹砂岩,同等钻井条件。
但图中砂岩地层为异常高压层,在其顶部泥岩盖层存在欠压实的高压过渡带。
那么可以得出如下结论:
正常压实泥岩段随井深的增加钻时增大,dcs增大,dcs与井深呈线性关系,dcn与dcs重合;欠压实泥岩段dcs(钻时)低于泥岩段但未超出砂岩线;砂岩段,钻时降低,向左超出砂岩线。
dcs
dcn
depth图5示意图
在正常录井过程中,真正的纯泥岩很少。
但可以选择正常压实地层中较为均匀、岩性较为单一的其中一段或者几段泥岩地层做参考得到能较为准确地反映地层正常压实趋势的dcs指数趋势值dcn。
正常压实泥岩段dcs随井深的增加因岩石的不均质性和可钻性差异呈不规则的围绕dcn上下波动,dcn与井深呈线性关系;欠压实泥岩段dcs(钻时)低于泥岩段但未超出砂岩线;砂岩段,钻时降低,向左超出砂岩线。
dcs
dcn
depth图6示意图
4、用dc指数计算地层压力梯度和破裂压力
(1)计算地层压力梯度:
当dc指数曲线逐渐向左偏离正常趋势线,且超过左限时,说明地层压力升高,其大小与dc指数偏离dcn的程度密切相关。
计算方法、公式较多,在此选用伊顿指数法加以说明。
Gf=G0-(G0-GH)·(dcs/dcn)1.2
式中:
Gf-地层压力梯度,克/厘米3;
G0-上覆岩层压力梯度,克/厘米3;
GH-静水压力梯度,克/厘米3;
dcs-计算深度处异常趋势线上的dcs值;
dcn-计算深度处正常趋势线上的dc三读值。
(2)计算孔隙度:
由dc指数可以计算地层孔隙度的近似值Φ,公式为:
dc指数曲线在砂岩线左边
Φ=(G0-0.98Gf-0.02GH)/(G0-GH)-0.98(dcs/dcn)1.2
dc指数曲线在砂岩线右边
Φ=1-ρb/ρma
式中:
dcn-正常趋势线上的dcs读值;
ρb-粘土岩体积密度,克/厘米3;
ρma-岩石骨架密度,克/厘米3。
(3)地层破裂压力梯度(计算法):
Gff=Gf+(G0-Gf)·μ/(1-μ)
式中:
Gff-地层破裂压力梯度,克/厘米3;
μ-岩层泊松比。
它是岩性、深度、围压的函数,可查表获得。
(二)Sigma录井:
由意大利AGIP公司提出,应用于不能应用dc指数的地层。
1、原理:
Sigma录井是根据对钻井参数的处理,计算地层压力梯度来检测异常高压的一种方法;计算的Sigma值实际上是一种岩石骨架强度参数。
地层在正常压实情况下,岩石强度随深度增加而增大;若钻遇异常压力地层,岩石强度随孔隙压力增大而减小。
Sigma录井与dc指数方法不同点在于:
只有综合录井可测得的钻井参数才用于Sigma录井,而象钻头磨损之类的系数被忽略不计。
2、公式:
St0.5=W0.5·N0.25/D·V0.25+0.028(7-0.001H)
式中:
W-钻压,吨;N-转速,转/分;D-井径,英寸;
V-机械钻速,米/时;H-垂直井深,米。
考虑到压差的影响,把上式修正为:
S00.5=F·St0.5
式中:
F=1+〔1-(1+n2Δp2)〕/(n·Δp)
S00.5-Sigma录井(绘图)值,岩石骨架强度参数;
Δp-钻井液柱和地层之间的压差,Δp=0.1(ρm-Gf)·H;
ρm-钻井液密度,克/厘米3;
Gf-地层孔隙压力梯度,当计算Sigma录井值S00.5时,假定原始Gf=1.03克/厘米3;
n-平衡钻井液和钻入深度的地层之间压差所需时间的函数。
如果St0.5﹤1,则n=3.25/(640St0.5);
如果St0.5﹥1,则n=(4-0.75/St0.5)/640。
3、正常趋势线Sr0.5的建立:
在正常压实环境下,穿过这些点构成的直线叫做岩石强度参照趋势线。
确定正常趋势线的公式是:
Sr0.5=aH/1000+b
式中:
a-直线的斜率,大致上可认为是一个常数,等于0.088;
b-直线的截距,即地面上(H=0)的Sr0.5值;
H-深度,米。
4、解释:
作为总的趋势,Sr0.5值总是随着钻穿的粘土岩深度增加而增大,表明存在着正常压力和压实的地层。
当Sigma录井曲线随着深度增加,偏向右边,是粘土岩或泥灰岩等组成的不渗透地层;反之,偏向左边,远离正常趋势线,则可能是多孔的或者裂缝性地层,存在一个超压带。
不可预测的钻井情况的各项指标,如水力学参数、井底净化程度、钻头磨损等未考虑其中,故最终解释应予以全面考虑。
5、计算地层压力梯度和破裂压力:
(1)计算地层压力梯度:
当Sigma录井曲线在正常趋势线右边时,地层压力梯度等于静水压力梯度:
Gf=GH
当曲线在正常趋势线左边,并随着深度增加,S00.5值连续减小时,意味着超压层的存在。
只要确定了截距b的大小,对于任何井深的孔隙压力梯度就可采用压差法按下式进行计算:
Gf=ρm-20(1-Y)/[n·Y·(2-Y)·H]
式中:
Y=Sr0.5/St0.5
(2)计算孔隙度:
Φ=1/[1.4+9(A+K-b)]
式中:
Φ-碎屑岩地层总孔隙度的近似值,%;
b-随深度而定,是后来的趋势线在地面上的截距值;
K-第一条参照正常趋势线在地面上的截距值;
A-有两种可能情况:
当S00.5≥Sr0.5,A=Sr0.5;S00.5≤Sr0.5,A=S00.5。
(3)地层破裂压力梯度:
利用Sigma值计算地层破裂压力梯度的公式和用dc指数计算相同。
(三)泥(页)岩密度:
正常情况下,由于上覆岩层压力的增大,泥(页)岩密度随井深增加;钻井过程中,在异常高压过渡带地层,因欠压实的缘故,岩层孔隙度增大,泥(页)岩岩屑密度将急剧变小而偏离正常压实的密度趋势线。
利用泥(页)岩密度变化曲线预测异常高压,方法简便,精度高,但对于深井而言时效较差。
1、测量方法:
测量泥(页)岩密度的方法有泥岩密度计、钻井液密度称法、烧杯法、流体密度法、变密度液柱法、水银泵测量法等多种方法,但塔里木油田常用的仅泥岩密度计(浮力法)。
2、泥岩密度计:
是根据阿基米德定律设计的仪器,可到所在井录井队对仪器作进一步了解(示意图略)。
首先是在空气中称重(L1),然后再在水中称重(L2),二者之差等于被测物体体积的数值。
据此,泥(页)岩密度ρb由下式表示:
ρb=L1/(L1-L2)
3、测量要求:
(1)岩屑须真实具有代表性;
(2)湿样要用滤纸吸去表面水分后进行测定;
(3)一个深度样至少做三次,求平均值。
4、绘制泥(页)岩密度-井深关系曲线:
(1)整理测量结果,去除极端数据点,计算每个深度点