Способ прогнозирования аномально высокого пластового порового давления горной породы

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИНВ 47/00 ф 3 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН К АВТОРСК СВИДЕТЕЛЬСТВ ОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИ(56) Добрынин В. М., Серебряков В. А, Методы прогнозирования аномально высоких давлений. М.: Недра, 1978.Кучерун Е. В., Шендерей Л. П. Современные представления о природе аномально высоких пластовых давлений, М., ВИНИТИ, 1975, с. 118 - 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 напряже,ЯО 1293323 ния. Создают акустический импульс и замеряют промежутки времени его от создания акустического импульса до прихода о 1- 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 леднего, отбирают в этих интервалах об- Я разцы глин. Измеряют в них при атмосферном давлении СРУВ для каждого выделенного для отбора образца интервала. Го 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.Изобретение относится к геофизическимисследованиям буровых скважин и можетбыть использовано при бурении скважинразличного назначения в условиях аномально высоких пластовых (поровых) давлений (АВПД).Цель изобретения - повышение точности определения аномально высокого пластового (порового) давления, образовавшегося в условиях снижения эффективного напряженияя. 10На чертеже представлена зависимостьинтервальной скорости распространенияупругих акустических волн (в логарифмическом масштабе) от глубины залеганияинтервалов пород.Известно, что,при погружении пород впроцессе осадконакопления происходит ихуплотнение, которое ведет к накоплениюпреимущественно необратимых (остаточных) деформаций. При уменьшении эффективного напряжения (разность горного ипластового давлений), которое может бытьвызвано возрастанием пластового илиуменьшением геостатического (горного) давлений, разуплотнение породы происходитза счет упругих деформаций. Если АВПД,образовалось после снижения максимальной 25величины эффективного напряжения, тосуществующими способами невозможно определить величину АВПД, так как в этомслучае изменение объема горной породыпроисходит по кривой упругих деформаций,а не по кривой нормального (первичного)уплотнения.Для установления указанного эффектанеобходимо определить природу АВПД, длячего измеряют водородосодержание пластовглин с помощью нейтронного метода. Вслучае недоуплотнения в результате образования АВПД горных пород зависимость водородосодержания глин с глубиной идентична зависимости распространения скоростиупругих волн с глубиной. В зоне аномально высоких поровых давлений значения скорости упругих волн и водородосодержанияотклоняются от. нормального закона изменения указанных параметров,В случае разуплотнения глин в результате образования АВПД, когда порода ужесформировалась на данной глубине в зонеаномально высоких поровых давлений, значения водородосодержания (аномальныхзначений не имеют) не отклоняются от нормального значения. В то же время по данным ультразвукового метода зона АВПДвыделяется достаточно четко, что связанос тем, что показания ультразвукового метода (скорости распространения упругихволн) определяются не только пористостьюпороды (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 1 ластов. Рассчитывают 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 АВПД по фор- муле ПВПд эгВВ Р пл = Р геост. -.н,. Н,или иначе ЗАВОД Сг Маэгв. НааеРпл = упсНа -- (гп.с. - эа.с. )Мэкв АВЛгде Р:та.Рп во эгеост. Яэа,в1 эп,с.-- величина АВПД;- величина геостатическогодавления на оп эеделяемой глубине;Нэкв.Ргеост. - величина Геостатическогодавления на .лубине, эквивалентной определяемой;Мэав.Р- величина пласгового (гидростатического) давления наглубине, эквивалентной определяемой;На - глубина аномального значения;су- средневзвешен зая плотностьпороды на глбине аномального значения;- средневзвешенная плотностьпороды на глубине, эквивалентной определяемой;1 гг.с" - средневзвешенная плотностьпоровой (плас-овой) воды наглубине, эквивалентной определяемой;Н- эквивалентная глубина.Так, для глубины 3000 м получают АВПД, равное 448,21 кг/см, АВПД, рассчитанное для этой жг глубины по известному способу, равно 360,80 кг/см-, АЗПД, замеренное маномс гром для глубины 3140 м, равно 436,6 кг/см-.Таким образом, использование гоедлагаемого 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 лап Нэкв Нека Рак = 1 п.с - На - (1 еп.с. - п/в.с. ) НэквНэккив.с.Н.- -ЭквиваСредняя глубина залегания Средневзвещеннаяплотностьпороды Интер- Интервальвальная ная сколентнаяглубинаНм ность породына глубине,эквивалентность поровой (пластовой) воды на глубине,эквивалентной определяемой язвав с.г/смэ интервала пород между соседними отражающими пластами,м рость прохожденияакустических волнобразцапород приатмосферном давлении,м/с скоростьпрохождения ной определяемой "г/см акустичесна глубине аномального ких волн,м/с значеа ния 1.с 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.5 Способ прогнозирования аномально высокого пластового (порового) давления горной породы, включающий измерение по разре 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 25 глубиной, и, если в интервалах аномальных значений скорости распространения упругих волн значения водородсодержания не отклоняются от нормального изменения посвеличина аномально высокогопластового (порового) давления;глубина аномального значениярегистрируемого параметра;средневзвешенная плотность породы на глубине аномальногозначения регистрируемого параметра;средневзвешенная плотность породы на глубине, эквивалентнойопределяемой;средневзвешенная плотностьпластовой (поровой) воды наглубине, эквивалентной определяемой;эквивалентная глубина. Средневзве- Средневзвешенная плот- щенная плот1293323 Иищербальная скорость прохождения акуспических балн, лусен ЮОО ОООО ль нко Корректор Поднисно зобретений д. 4/5 ород, ул. П;3 аюрЯОООбэъЗООООз Составитель В СтрТехред И. ВересТираж ЯЗго комитета СССР по десква, Ж 35, Раушскаяафическое предприятие,