趙聰會(huì)

摘 要：頁(yè)巖儲(chǔ)層壓力評(píng)價(jià)是后期儲(chǔ)層壓裂施工方案的基礎(chǔ)，決定頁(yè)巖氣開采效益。系統(tǒng)分析了綜合解釋法、Eaton法及等效深度法評(píng)價(jià)壓力技術(shù)對(duì)基礎(chǔ)資料的要求，評(píng)價(jià)了綜合解釋法、Eaton法及等效深度法評(píng)價(jià)地層壓力的適用性。認(rèn)為等效深度法計(jì)算地層壓力方法在X地區(qū)頁(yè)巖氣儲(chǔ)層中有較好的應(yīng)用，可以滿足工程、生產(chǎn)的需要。

關(guān)鍵詞：預(yù)測(cè)方法；X地區(qū)應(yīng)用

1 引言

頁(yè)巖氣的勘探開發(fā)已近200年歷史，最早開始于北美，目前全球正進(jìn)入快速發(fā)展期，我國(guó)的頁(yè)巖氣勘探開發(fā)始于2009年，相對(duì)較晚（鄒才能等，2011）。頁(yè)巖氣的勘探開發(fā)對(duì)于提高中國(guó)天然氣產(chǎn)量、緩解油氣對(duì)外依存度、保障國(guó)家能源安全具有重要意義（張金川等，2011）。頁(yè)巖氣儲(chǔ)層特征參數(shù)的測(cè)井評(píng)價(jià)主要包含五個(gè)方面：礦物組分評(píng)價(jià)；地球化學(xué)參數(shù)評(píng)價(jià)，包括總有機(jī)含量（TOC）和有機(jī)質(zhì)成熟度參數(shù)的計(jì)算；物性參數(shù)評(píng)價(jià)，包括頁(yè)巖儲(chǔ)層的孔隙度、滲透率以及飽和度；含氣性評(píng)價(jià)，包括游離氣量和吸附氣量的計(jì)算；可壓裂性評(píng)價(jià)，包括巖石力學(xué)參數(shù)評(píng)價(jià)、地應(yīng)力評(píng)價(jià)、脆性評(píng)價(jià)和裂縫識(shí)別及評(píng)價(jià)。頁(yè)巖儲(chǔ)層壓力測(cè)井評(píng)價(jià)和后期儲(chǔ)層可壓裂性評(píng)價(jià)相關(guān)性高，是頁(yè)巖氣開發(fā)的重要環(huán)節(jié)，決定頁(yè)巖氣的開采效益（丁文龍，2015）。

2 傳統(tǒng)測(cè)井地層壓力預(yù)測(cè)方法適應(yīng)性分析

地層孔隙壓力分析方法原理：在儲(chǔ)層的埋藏環(huán)境中，某個(gè)深度點(diǎn)的上覆地層壓力應(yīng)受到儲(chǔ)層孔隙壓力及骨架支撐應(yīng)力的共同頂托，這是基于Terzaghi提出的有效應(yīng)力定理為理論基礎(chǔ)的。

2.1 綜合解釋法原理及計(jì)算方法

通過研究分析，對(duì)密度測(cè)井資料積分可以求得上覆地層壓力，只要設(shè)法求得垂直有效應(yīng)力，即可進(jìn)而求得地層的孔隙壓力。而更多的計(jì)算垂直有效應(yīng)力的方法都是基于Eberhart Phillips研究聲波速度模型時(shí)提出的聲波速度經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ头赐贫?。在正常壓?shí)條件下的地層中，聲波在地層中的傳播速度與巖性、埋藏深度及壓實(shí)程度等因素有關(guān)。該模型可以很好的確定聲波速度的影響因素，需要在研究區(qū)有實(shí)測(cè)的孔隙度、泥質(zhì)含量及垂直有效應(yīng)力，通過最優(yōu)解的方法確定模型的模型系數(shù)。進(jìn)而應(yīng)用連續(xù)的孔隙度、泥質(zhì)含量及聲波速度曲線確定連續(xù)的上覆地層壓力數(shù)據(jù)，進(jìn)而利用公式可以獲得連續(xù)的地層孔隙壓力。

2.2 “Eaton法”原理及計(jì)算方法

1972年Eaton根據(jù)墨西哥灣等地區(qū)經(jīng)驗(yàn)及對(duì)巖石物理實(shí)驗(yàn)資料的研究建立了地層孔隙壓力和測(cè)井參數(shù)（聲波時(shí)差、電阻率等）的冪指數(shù)關(guān)系，這種關(guān)系不隨巖性或深度的變化而改變。地層孔隙壓力計(jì)算精度與地層Eaton冪指數(shù)E密切相關(guān)，根據(jù)已有的地層孔隙壓力實(shí)測(cè)結(jié)果，利用式公式可以反推得到研究區(qū)內(nèi)各井地層壓力測(cè)試深度段的Eaton冪指數(shù)E。

3 X地區(qū)應(yīng)用

X地區(qū)L地層上覆泥巖、粉砂質(zhì)泥巖，加之另外兩個(gè)層系灰?guī)r、云質(zhì)灰?guī)r的覆蓋，形成了非常好的封閉環(huán)境。由于L組下段沉積時(shí)期物源比較豐富，沉積物相對(duì)快速沉降堆積，使得沉積顆粒排列不規(guī)則，排水能力減弱，隨著上覆沉積載荷的持續(xù)增加，這一部分壓力便由孔隙流體承擔(dān)，形成欠壓實(shí)作用；同時(shí)由于沉積物中的有機(jī)質(zhì)隨著埋深增加，在一定的溫度及壓力條件下生烴，這一部分烴類將急劇增大孔隙流體的體積，進(jìn)而形成異常高壓。因此，欠壓實(shí)和生烴膨脹作用很可能使頁(yè)巖氣儲(chǔ)層形成異常高壓特征。

基于以上論述的理論方法，對(duì)X地區(qū)幾口參數(shù)井進(jìn)行了孔隙壓力的測(cè)井評(píng)價(jià)。按照上述建立正常壓實(shí)趨勢(shì)線的方法對(duì)某頁(yè)1井聲波時(shí)差數(shù)據(jù)進(jìn)行了處理與取值。取值過程中，主要遵循的原則是：

①根據(jù)自然伽馬測(cè)井、自然電位測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)結(jié)合地質(zhì)錄井資料選取純泥巖段，把上覆地層中的黃龍組灰?guī)r剔除，保留了其中的泥巖薄層，認(rèn)為其是正常壓實(shí)段；

②取井徑曲線穩(wěn)定的層段，剔除有明顯縮徑、擴(kuò)徑的部分，從而避免了鉆井液對(duì)聲波時(shí)差數(shù)據(jù)的影響；

③取泥巖層聲波時(shí)差曲線上的平均特征值而非尖峰值和周波跳躍值，讀取數(shù)值時(shí)，注意聲波時(shí)差測(cè)井曲線在泥巖段時(shí)數(shù)值的趨向性，避免讀取孤立的過高或過低值。對(duì)于厚度較大的泥巖層段，選取有代表性的數(shù)據(jù)點(diǎn)，以取少取精為原則，避免過多數(shù)據(jù)聚集在同一深度段。按照此種處理原則，建立井正常壓實(shí)趨勢(shì)線方程。通過擬合曲線，獲得聲波時(shí)差Δt與深度H的關(guān)系。

某頁(yè)1井應(yīng)用等效深度法計(jì)算地層孔隙壓力與靜馬曲線可以看出2300米處發(fā)生巖性變化，聲波時(shí)差變小，使計(jì)算壓力呈現(xiàn)異常。對(duì)目的層孔隙壓力進(jìn)行精細(xì)讀取后可得此段地層的壓力范圍在27MPa到35MPa之間，將孔水壓力對(duì)比，目的層位于2326米2415米間。由計(jì)算可知目的層整體呈超壓特征，上部2200米及2230米附近也顯示小幅超壓，但這部分應(yīng)是因?yàn)榫鄄环€(wěn)定造成聲波時(shí)差測(cè)試異常所致；自然伽隙壓力與對(duì)應(yīng)深度的靜水壓力做比值可求得壓力系數(shù)為1.18-1.33，與本井中龍馬溪組-五峰組的實(shí)測(cè)壓力系數(shù)1.10-1.27存在6%左右的誤差，而這個(gè)程度的誤差是工程允許范圍以內(nèi)，可見利用“等效深度法”計(jì)算地層壓力的方法在某頁(yè)1井中適用。

參考文獻(xiàn)：

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