一种钻前高温地热井地层压力的预测方法技术

本发明专利技术涉及一种钻前高温地热井地层压力的预测方法。该方法基于电法勘探结果，建立钻井深度与实测地层电阻率之间的对应关系，并基于此进行钻前高温地热井地层压力预测。采用该方法能够在没有地震资料和临井测井资料的情况下，在钻前准确、高效地预测高温地热井的地层压力，有效指导现场作业、设计和施工，提高了高温地热井的钻井效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于地热资源开发及石油钻井
，涉及一种钻前高温地热井地层压力的预测方法。
技术介绍
高温地热井新区块进行钻井之前，需要准确预测地层压力，进行井身结构设计、钻井液密度窗口设计、套管强度校核等钻井设计，避免在高温地热井钻井过程中出现高温流体井喷、井涌情况，避免井漏、井塌等复杂情况，提高高温地热井钻井效率。由于受高温地热资源开发投入的限制，基本不使用地震法进行勘探，同时我国的高温地热井开发区块都属于新区，没有相应临井的测井、录井、实钻等资料，因此，无法通过石油钻井中比较成熟的地层压力预测技术进行地层压力的准确预测，并且，对于高温地热井新区块地层压力预测的研究也尚属空白。因此，目前存在的技术问题是需要研究开发一种在没有地震资料和临井测井资料的条件下，就能够在钻前较为准确、高效地预测高温地热井地层压力的方法。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种钻前高温地热井地层压力的预测方法。该方法可以在没有地震资料和临井测井资料的条件下，能够在钻前准确、高效地预测高温地热井的地层压力，有效指导现场作业、设计和施工。为此，本专利技术提供了一种钻前高温地热井地层压力的预测方法，包括：步骤K，建立待测井的钻井深度与实测地层电阻率之间的对应关系；步骤L，对实测地层电阻率进行等效数学处理获得等效地层电阻率，并以钻井深度为纵坐标以等效地层电阻率为横坐标，绘制钻井深度-等效地层电阻率关系点图或曲线；步骤M，添加钻井深度-等效地层电阻率的正常压实趋势线，并延长至全井段，获得正常趋势压实电阻率；步骤N，基于钻井深度-等效地层电阻率的正常压实趋势线预测地层压力梯度；其中，所述实测地层电阻率由电法勘探获得。根据本专利技术，所述步骤K包括：步骤A，以待测井的井口位置为坐标原点，沿待测井的井深方向设置Y轴而在地层沿井深的剖面上设置第Ⅰ平面直角坐标系；步骤B，基于待测井的井口位置选取距离待测井井口最近的电法勘探测线，并以该电法勘探测线的一个电极点在与水平面平行并与水平面距离为电法勘探地表测深的平面上的正投影为坐标原点，沿该电法勘探测线的另一个电极点在与水平面距离为电法勘探地表测深并与水平面平行的的平面上的正投影的方向为X′轴，而在沿井的井深的地层剖面上设置第Ⅱ平面直角坐标系；步骤C，在第Ⅱ平面直角坐标系内绘制待测井的电法勘探测线的电法勘探电阻率剖面图；步骤D，在第Ⅱ平面直角坐标系内建立待测井的电法勘探测深与实测地层电阻率之间的对应关系；步骤E，将第Ⅱ平面直角坐标系内待测井的电法勘探测深与实测地层电阻率之间的对应关系转换成第Ⅰ平面直角坐标系内待测井的钻井深度与实测地层电阻率之间的对应关系。在本专利技术的一些实施例中，在步骤E中，通过式(Ⅰ)将第Ⅱ平面直角坐标系内待测井的电法勘探测深转换为第Ⅰ平面直角坐标系内待测井的钻井深度，进而将第Ⅱ平面直角坐标系内待测井的电法勘探测深与实测地层电阻率之间的对应关系转换成第Ⅰ平面直角坐标系内待测井的钻井深度与实测地层电阻率之间的对应关系；H钻井＝(H电法勘探-H电法勘探地表)×(-1)式(Ⅰ)式(Ⅳ)中，H钻井为待测井的钻井深度，单位为m；H电法勘探为电法勘探测深，单位为m；H电法勘探地表为电法勘探地表测深，单位为m。在本专利技术的另一些实施例中，在步骤D中，在第Ⅱ平面直角坐标系内，采取X′＝以待测井或待测井在第Ⅱ平面直角坐标系内的投影与X′轴的交点值这条直线与电法勘探电阻率剖面图中的电法勘探电阻率曲线的交点的纵坐标作为电法勘探测深值，并采取该交点处电法勘探测深值所对应的电法勘探电阻率为实测地层电阻率，建立待测井的电法勘探测深与实测地层电阻率之间的对应关系。本专利技术中，在步骤B中，所述距离为0-1000m；优选所述距离为0。根据本专利技术，在步骤N中，根据式(Ⅱ)来计算并预测地层压力梯度：式(Ⅱ)中，PPN为地层压力梯度，单位是g/cm3；PP正常为正常压实地层的地层压力梯度，单位是g/cm3，取值为1.05g/m3；R0为等效地层电阻率；RN为正常趋势压实电阻率；x为经验修正系数，其取值范围为0.9-1.2；OBG为上覆岩层压力梯度，其通过式(Ⅲ)进行计算，单位是g/cm3；式(Ⅲ)中，H钻井为钻井深度，单位是m；g为重力加速度，单位是kg·m/s2；P岩石为岩石骨架密度，其通过式(Ⅳ)进行计算，单位g/cm3；P岩石＝αR0y式(Ⅳ)；式(Ⅳ)中，a和y均为拟合系数。在本专利技术的一些实施例中，在步骤L中，对实测地层电阻率进行等效数学处理包括对实测地层电阻率进行半对数化处理。在本专利技术的一个优选的实施例中，在步骤L中，对实测地层电阻率进行等效数学处理包括去除实测地层电阻率的失真点再进行半对数化处理。附图说明下面将结合附图来说明本专利技术。图1为本专利技术实施例1中钻前高温地热井地层压力预测流程图。图2为本专利技术实施例1在第Ⅰ平面直角坐标系内建立钻井深度与实测地层电阻率之间的对应关系图。图3为本专利技术实施例1中区块电法勘探测线布置图。图4为本专利技术实施例1中W补测线的电阻剖面(在第Ⅱ坐标系内)图。图5为本专利技术实施例1中W补测线与钻井位置关系图(在第Ⅱ坐标系内)。图6为本专利技术实施例1中钻井深度-等效地层电阻率关系曲线和正常压实趋势线图。图7为本专利技术实施例1中电法勘探钻前预测的地层压力的剖面图图8为本专利技术实施例1中电法勘探钻前预测的地层压力和钻后采用测井资料监测的地层压力结果对比图。具体实施方式为使本专利技术更加容易理解，下面将结合实施例和附图来详细说明本专利技术，这些实施例仅起说明性作用，并不局限于本专利技术的应用范围。正如前文所述，由于受高温地热资源开发投入的限制，基本不使用地震法进行勘探，同时我国的高温地热井开发区块都属于新区，没有相应临井的测井、录井、实钻等资料，因此，无法通过石油钻井中比较成熟的地层压力预测技术进行地层压力的准确预测。由于对地热资源进行勘探时，普遍使用电法勘探的方法，获取地层的电阻率信息，本专利技术的专利技术人研究发现，可以基于电法勘探获取的电阻率数据，沿钻井深度方向绘制钻井深度与电阻率的关系图，分析电阻率沿钻井深度方向的变化特点，根据等效深度理论，进行钻前高温地热井的地层压力预测。因此，本专利技术涉及一种钻前高温地热井地层压力的预测方法，包括：步骤K，建立待测井的钻井深度与实测地层电阻率之间的对应关系；步骤L，对实测地层电阻率进行等效数学处理获得等效地层电阻率，并以钻井深度为纵坐标以等效地层电阻率为横坐标，绘制钻井深度-等效地层电阻率关系点图或曲线；步骤M，添加钻井深度-等效地层电阻率的正常压实趋势线，并延长至全井段，获得正常趋势压实电阻率；步骤N，基于钻井深度-等效地层电阻率的正常压实趋势线预测地层压力梯度；其中，所述实测地层电阻率由电法勘探获得。在本专利技术的一个具体实施方式中，在步骤N中，根据等效深度原理，利用式(Ⅱ)来计算并预测地层压力梯度：式(Ⅱ)中，PPN为地层压力梯度，是地层孔隙压力梯度的简称，是指地层空隙中流体所承受的压力，单位是g/cm3；PP正常为正常压实地层压力梯度，单位是g/cm3，取值为1.05g/m3；R0为等效地层电阻率，是步骤L中对实测地层电阻率进行等效数学处理获得的值；RN为正常趋势压实电阻率，是根据步骤M添加钻井深度-等效地层电阻率的正常压实趋势线，并延本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种钻前高温地热井地层压力的预测方法，包括：步骤K，建立待测井的钻井深度与实测地层电阻率之间的对应关系；步骤L，对实测地层电阻率进行等效数学处理获得等效地层电阻率，并以钻井深度为纵坐标以等效地层电阻率为横坐标，绘制钻井深度‑等效地层电阻率关系点图或曲线；步骤M，添加钻井深度‑等效地层电阻率的正常压实趋势线，并延长至全井段，获得正常趋势压实电阻率；步骤N，基于钻井深度‑等效地层电阻率的正常压实趋势线预测地层压力梯度；其中，所述实测地层电阻率由电法勘探获得。

【技术特征摘要】
1.一种钻前高温地热井地层压力的预测方法，包括：步骤K，建立待测井的钻井深度与实测地层电阻率之间的对应关系；步骤L，对实测地层电阻率进行等效数学处理获得等效地层电阻率，并以钻井深度为纵坐标以等效地层电阻率为横坐标，绘制钻井深度-等效地层电阻率关系点图或曲线；步骤M，添加钻井深度-等效地层电阻率的正常压实趋势线，并延长至全井段，获得正常趋势压实电阻率；步骤N，基于钻井深度-等效地层电阻率的正常压实趋势线预测地层压力梯度；其中，所述实测地层电阻率由电法勘探获得。2.根据权利要求1所述的预测方法，其特征在于，步骤K包括：步骤A，以待测井的井口位置为坐标原点，沿待测井的井深方向设置Y轴而在地层沿井深的剖面上设置第Ⅰ平面直角坐标系；步骤B，基于待测井的井口位置选取距离待测井井口最近的电法勘探测线，并以该电法勘探测线的一个电极点在与水平面平行并与水平面距离为电法勘探地表测深的平面上的正投影为坐标原点，沿该电法勘探测线的另一个电极点在与水平面距离为电法勘探地表测深并与水平面平行的的平面上的正投影的方向为X′轴，而在沿井的井深的地层剖面上设置第Ⅱ平面直角坐标系；步骤C，在第Ⅱ平面直角坐标系内绘制待测井的电法勘探测线的电法勘探电阻率剖面图；步骤D，在第Ⅱ平面直角坐标系内建立待测井的电法勘探测深与实测地层电阻率之间的对应关系；步骤E，将第Ⅱ平面直角坐标系内待测井的电法勘探测深与实测地层电阻率之间的对应关系转换成第Ⅰ平面直角坐标系内待测井的钻井深度与实测地层电阻率之间的对应关系。3.根据权利要求2所述的预测方法，其特征在于，在步骤E中，通过式(Ⅰ)将第Ⅱ平面直角坐标系内待测井的电法勘探测深转换为第Ⅰ平面直角坐标系内待测井的钻井深度，进而将第Ⅱ平面直角坐标系内待测井的电法勘探测深与实测地层电阻率之间的对应关系转换成第Ⅰ平面直角坐标系内待测井的钻井深度与实测地层电阻率之间的对应关...

【专利技术属性】
技术研发人员：王磊，孙明光，张东清，吴超，柯珂，张辉，高晓荣，张进双，孙连忠，孙连环，王怡，陈军海，张仁龙，彭兴，陈磊，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司石油工程技术研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11