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地层孔隙压力是一项重要的工程地质参数,与油气资源的钻探和开发都有密切关系。对地层孔隙压力进行准确计算和分析有助于优化钻井设计、保证钻井安全、提高钻井效率。随着复杂油气资源的勘探开发力度加大,对地层孔隙压力计算精度的要求也越来越高,因此有必要开展提高地层孔隙压力计算精度新方法的研究与应用。 通过充分调研,对地层孔隙压力评价技术的发展现状进行了总结,并分析了影响地层孔隙压力计算精度的主要原因,针对目前存在的问题提出了本文的主要研究内容和技术思路。 异常高压形成机制多种多样,目前没有一套行之有效的判别方法,在优选压力计算模型时没有很好的依据。根据地层加载和卸载时测井参数的不同响应特征以及构造挤压环境下的典型构造地质特征,研究建立了一种异常高压形成机制的判别方法,该方法能够准确判别欠压实、构造挤压和流体膨胀等三种成压机制。 针对构造挤压机制,提出了一种基于三维压实理论的均方根主应力计算模型。该模型同时考虑了垂向主应力和两个侧向水平主应力对地层压实的作用,克服了常规一维压实模型的不足,有效提高了构造挤压机制下的地层孔隙压力计算精度。 详细讨论了钻头磨损对dc指数法地层孔隙压力计算精度的影响,采用B.Rashidi的钻头磨损评价模型对钻头磨损情况进行实时定量评价,在此基础上引入钻头磨损系数对dc指数模型进行钻头磨损修正。初步应用表明该修正方法可以消除钻头磨损的影响,提高dc指数法的压力计算精度。 系统分析了随钻测井的优势、传输方式以及数据结构,并论证了利用随钻测井资料进行地层孔隙压力监测的可行性。以WITS数据格式和TCP传输方式为基础开发了随钻测井数据实时采集程序,实现了随钻测井数据的实时采集。研究建立了一种随钻测井资料地层孔隙压力监测方法,并开发了相应的“随钻地层压力监测系统”软件。现场应用表明在随钻测井数据以及监测模型合理的前提下,该方法及软件具有较高的地层孔隙压力监测精度,可以进行推广应用。