【正文】 度,g/cm3；Pl－地層漏失時(shí)立壓,kPa；H－井深,m；Hb－海床深度,m；Hw－海水深度,m。有時(shí)聯(lián)機(jī)工程師必須手工移動(dòng)dcs和d曲線，以使它們維持適當(dāng)?shù)年P(guān)系。在這樣的地層，鉆頭主要的作用是介于對鉆井液的噴射和牙輪的沖擊之間。圖3－35 dcs隨鉆頭、底部鉆具組合特征變化示意圖注意了解dcs 和d之間的關(guān)系?？梢杂米饔?jì)算機(jī)計(jì)算和地層壓力評價(jià)，趨勢線上的任何一點(diǎn)上的位置都可以通過下式計(jì)算：式中 H－目標(biāo)層深度，m。該圖與頁巖密度圖相似。1971年由雷姆（Rehm）和邁克林頓（McClendon）第一次提出了校正的‘d’指數(shù)（dc）。欠壓實(shí)地層的體積密度比該深度下的預(yù)計(jì)密度要小。(2)、如果有重復(fù)地層測試器（RFT）的壓力值，使用它們來計(jì)算正常地層流體壓力梯度。(2)、對所有井段的純頁巖按采樣間隔測定頁巖密度。如果是在海上還要包括水深和空氣間隔的計(jì)算。圖333 從等勢面產(chǎn)生的壓力異常實(shí)例三、隨鉆地層壓力的檢測工作程序聯(lián)機(jī)工程師有以下四點(diǎn)主要義務(wù)：通過對鉆井中獲得的測量參數(shù)進(jìn)行分析對比，確定或調(diào)整估計(jì)的地層流體壓力值。溫度效應(yīng)沉積物的重力載荷往往會(huì)使沉積物內(nèi)部的溫度升高。(3)、碳?xì)浠衔锏某蓭r過程碳?xì)浠衔锏男纬梢彩且粋€(gè)成巖過程，并可能引起超壓的形成，尤其是在該過程產(chǎn)生自由氣體時(shí)更是如此。可以有多達(dá)十個(gè)夾層的層間水。刺穿作用給鹽丘周圍的圍巖施加應(yīng)力，非滲透性的天然鹽限制了流體的運(yùn)移。局部來講，壓力的“橋”是一個(gè)蓋層。圖328顯示了不同抬升深度的效果。異常壓力地層并不總是有過渡帶。不同地區(qū)有各自的壓實(shí)趨勢，它是應(yīng)力、溫度和化學(xué)作用的綜合影響的結(jié)果，見圖3－26?？紫读黧w就會(huì)呈現(xiàn)異常高壓，見圖3－25。(4)蓋層的厚度控制著由于漏失而使壓力達(dá)到平衡的總體時(shí)間。二、異常地層壓力的成因異常地層壓力可能比靜水壓力高或者低，但是在石油和天然氣勘探開發(fā)中人們最關(guān)心的是異常高壓。最大允許使用的鉆井液密度（dmax）：泄漏試驗(yàn)有可能會(huì)引起地層完全破裂，因此，有時(shí)使用一種新的測試方法，即所謂的地層完整性測試（Formation Integrity Test）或者叫地層注入測試（FIT－Formation Intake Test）來代替地層泄漏試驗(yàn)。應(yīng)監(jiān)控測試過程中注入的鉆井液的量以及放壓以后回收的鉆井液量；損失部分或全部鉆井液意味著地層的漏失或固井失效。(5)在鉆井液開始擠入地層之前，壓力的增加基本上是呈線性的。作業(yè)公司通常僅在一個(gè)新區(qū)的最先打的幾口井才作泄漏試驗(yàn)。大多數(shù)情況下，在一個(gè)給定的裸眼井中，最軟的巖層往往是位于最后一層套管鞋下面的第一個(gè)滲透層。1地層破裂壓力（Formation Fracture Resistance）地層破裂壓力或地層抗破裂壓力，是將地層壓裂所需要的液柱壓力。如果ΔP是正值（PF ＜PBHC），可能會(huì)產(chǎn)生如下結(jié)果：①鉆速(ROP)降低。ΔP是在現(xiàn)場鉆井活動(dòng)中與其它許多活動(dòng)有關(guān)的重要參數(shù)之一。從技術(shù)上講：壓力異常是“正?！钡貙恿黧w壓力，它與異常地層壓力對井眼的效應(yīng)是相同的。巖層的破裂壓力又決定了油井的套管程序和允許使用的最大鉆井液密度。在石油領(lǐng)域中，上覆地層應(yīng)力的數(shù)值可用與鉆井液密度等效的壓力或壓力梯度表示。對于現(xiàn)場計(jì)算，孔隙壓力與流體液柱的密度及垂直深度有關(guān)。通過流體可以傳遞任何施加的壓力，而不隨距離的變化而降低。地層流體壓力有時(shí)比靜水壓力高，有時(shí)比靜水壓力低。這個(gè)值描述了液體中壓力的變化，表示為單位深度上所受到的壓力。計(jì)算公式如下：式中 PFG－孔隙壓力梯度，kgＦ/cm2 孔隙壓力梯度等于或接近于靜水壓力梯度時(shí)稱為正?？紫秹毫μ荻?；低于靜水壓力梯度時(shí)稱為低壓異?？紫秹毫μ荻?，簡稱低壓異常；高于靜水壓力梯度時(shí)稱為超壓孔隙壓力梯度，簡稱超壓。下面是有代表性的各種巖石、礦物和流體的體積密度：表3－2 常見巖石及液體平均密度物質(zhì)平均密度g/cm3砂巖灰?guī)r白云巖硬石膏巖鹽石膏粘土淡水咸水石油(平均)對于給定巖層的體積密度用以下公式加以定義：式中 ρb－體積密度，g/cm3；φ－孔隙度，％；ρm－巖石骨架密度，g/cm3；df－孔隙流體密度，g/cm3；上覆巖層壓力梯度(Overburden Pressure Gradient)上覆巖層壓力梯度是指單位高度上的上覆巖層應(yīng)力。上覆巖層壓力全部由巖石骨架所承擔(dān)，地層流體僅承載上覆孔隙液體的壓力。這種流體溢出就是通常所說的井涌（KICK）。③非滲透巖層坍塌。④使鉆井中的固體物質(zhì)注入地層孔隙中，儲(chǔ)層被破壞。但是，鉆井過程中發(fā)生的地層巖石被壓裂破碎卻可能引起嚴(yán)重的問題，甚至可以使油井報(bào)廢。因此，就限定了有一個(gè)極限的深度，即在沒有下入另一層套管的情況下，在異常壓力帶可以鉆達(dá)的最大深度。典型的漏失測試包括如下步驟：(1)下套管固井后，下鉆循環(huán)，試壓，再鉆穿套管鞋，鉆入套管鞋下面新的地層最少３米。在壓力不變的那點(diǎn)上，就開始向地層孔隙和裂縫中注入鉆井液。測試結(jié)果可能很難解釋。FIT測試有一個(gè)缺點(diǎn)就是不能測出真實(shí)的漏失壓力。1．壓力“封閉層”（Pressure “Seal”）壓力“封閉層”的作用是限制地層流體從高壓區(qū)向低壓區(qū)的運(yùn)移或壓力的散失。尤其是海相的粘土物質(zhì)在掩埋時(shí)有高達(dá)80%的含水量。圖3－25 地層壓實(shí)作用原理圖(1)、壓實(shí)趨勢在許多地區(qū)海相粘土物質(zhì)的孔隙度隨著深度的增加按可以預(yù)測的趨勢減小。如果粘土膠結(jié)的沉積物中包含有一個(gè)異常高壓帶，那么該帶的孔隙度比同樣深度的正常壓實(shí)地層的要高。由于現(xiàn)場資料的缺乏，構(gòu)造作用效應(yīng)很難定量化。在特定的沉積物中，構(gòu)造應(yīng)力的聚集比流體的排替速度快，就出現(xiàn)流體超壓。當(dāng)儲(chǔ)層斷開與非滲透層接觸時(shí)可形成有效的摭擋。石油和天然氣的生成也是一個(gè)成巖作用過程。(2)、從石膏轉(zhuǎn)變成硬石膏和水的成巖作用石膏（CaSO4但是在有些地區(qū)，可形成淺層氣，鉆遇這種淺層氣是淺層鉆井的主要災(zāi)害。這就意味著地層水的溫度對異常壓力也有影響。一旦發(fā)現(xiàn)地層壓力異常的信息，及時(shí)處理，減小二次井控的風(fēng)險(xiǎn)和投資。(6)、參考施工井的鉆井設(shè)計(jì)，明確鉆井計(jì)劃以及出現(xiàn)異常壓力的可能深度。(5)、每天最少繪制出兩份綜合錄井圖和壓力檢測圖供地質(zhì)監(jiān)督和用戶查閱；保證任何時(shí)候錄井圖都是及時(shí)繪制的。(2)、應(yīng)用中途測試（DST）的初始關(guān)井壓力（ISIP）值來對地層流體壓力梯度進(jìn)行重新計(jì)算。所有類型的地面和井下參數(shù)都對鉆速的變化產(chǎn)生影響，比如，很難區(qū)分出是壓實(shí)效應(yīng)，還是由于鉆壓的變化引起的鉆速變化。而大多數(shù)的泥漿錄井公司使用dc指數(shù)（校正鉆井液密度或ECD）進(jìn)行壓力計(jì)算。通常，有代表性的巖性層段必須大于150m。而d 的值向右偏移，說明是中性的或正壓差，或“超壓實(shí)”，比如蓋層帶。圖3－35顯示dcs是如何隨鉆頭、底部鉆具組合特征而發(fā)生變化的，這即使采用了鉆頭磨損系數(shù)校正因子時(shí)也是如此。砂質(zhì)泥巖層的值可能不可靠。對于某種類型的地層，dcs計(jì)算是非常有用的（比如在壓實(shí)頁巖層），但是公認(rèn)僅僅憑它卻不能斷定異常壓力層。（3）上覆巖層壓力上覆巖層壓力和波松比的計(jì)算是根據(jù)初始給定數(shù)據(jù)和公式。ρv―泥頁巖體積密度，g/cm3；ρmx―基巖密度，g/cm3。其它的地區(qū)可能需要不同的斜率值，用戶可以對斜率值進(jìn)行修改。這在淺井中尤為明顯。這里要有一個(gè)已知的對于每個(gè)目標(biāo)層的壓差值。對于每個(gè)預(yù)計(jì)深度，‘F*’滿足方程：式中 n－井眼清洗系數(shù)；ΔP－壓差，kgf/cm。巖性的改變，如從頁巖到砂頁巖，或者鉆井參數(shù)的重大變化，會(huì)引起‘σo’值的突然偏移，接著從巖性或鉆井參數(shù)開始變化的下一點(diǎn)，出現(xiàn)一個(gè)新的平均值。一般：A＝Sigma 地層壓力 Pf若則 1Sigma 破裂壓力1Sigma孔隙度六、其它隨鉆地層壓力評價(jià)方法除dc指數(shù)、SIGMA值外，隨鉆錄井過程中，還有許多定性的可用于的地層壓力檢測方法。頁巖和粘土顯示出明顯的壓實(shí)效應(yīng)。(2)、鉆速變化作為過渡帶的指示標(biāo)志在異常壓力的頁巖段，位于該深度巖石是欠壓實(shí)的。這種背景氣可以顯示出由于鉆速、鉆井液流速和地層含烴量的變化所引起的偶然變化。井底壓力的降低程度和鉆桿運(yùn)動(dòng)速度、鉆桿直徑、環(huán)空直徑及鉆井液流變性能有關(guān)。由于鉆井液攜帶氣體而減小的壓差又能讓更多的氣體進(jìn)入井眼。在欠壓實(shí)地層，氣體析出速度有變化，表現(xiàn)為地面測量到的重?zé)N組分相對增加（比如C2/C3比值降低）。流量增大到一定時(shí)，可能會(huì)發(fā)生井涌。帶有堅(jiān)銳和平坦形狀及凹形節(jié)理的頁巖垮塌物是由于超壓或者是蒙托石的脫水形成的。以壓縮比例繪制（1/2500）能更好地顯示正常壓實(shí)趨勢線的變化情況。陽離子的置換能力越強(qiáng)，吸水能力就越強(qiáng)。因此，在頁巖系數(shù)圖上，顯示出異常壓力帶頂部頁巖系數(shù)的升高和降低（圖3－47A）。 出口鉆井液溫度鉆井液循環(huán)過程中，地層中的熱量向鉆井液中傳導(dǎo)。具有相對較低熱導(dǎo)率的巖層為隔熱