金業(yè)權(quán)劉 剛李 勇

1.中國石油大學(xué)(華東)石油工程學(xué)院 （山東 青島 266555）

2.中國石油塔里木油田分公司 勘探開發(fā)部 （新疆 庫爾勒 841000）

SY/T 5623-2009《地層壓力預(yù)(監(jiān))測方法》的修訂和發(fā)布*

金業(yè)權(quán)1劉 剛1李 勇2

1.中國石油大學(xué)(華東)石油工程學(xué)院 （山東 青島 266555）

2.中國石油塔里木油田分公司 勘探開發(fā)部 （新疆 庫爾勒 841000）

地層壓力預(yù)(監(jiān))測方法標(biāo)準(zhǔn)推薦的是3個壓力預(yù)(監(jiān))測的基本方法，在鉆井設(shè)計和施工中的作用尤為重要。重新修訂和合并的標(biāo)準(zhǔn)，整合和補(bǔ)充完善了地層孔隙壓力、地層破裂壓力和地層坍塌壓力的預(yù)(監(jiān))測方法，概念更加明確，操作更加清晰，新標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)布與實施，必將在石油勘探和開發(fā)中發(fā)揮應(yīng)有的作用，特別是在減少或杜絕井噴事故、減低鉆井風(fēng)險、減少鉆井故障、降低井控風(fēng)險中取得效益，為提高鉆井綜合經(jīng)濟(jì)效益服務(wù)。

地層孔隙壓力 地層破裂壓力 地層坍塌壓力 標(biāo)準(zhǔn)

1 標(biāo)準(zhǔn)修訂任務(wù)來源

根據(jù)國家發(fā)展和改革委員發(fā)改辦工業(yè)[2008] 1242號而修訂，計劃編號為SY 2008-CP 018。結(jié)合石油鉆井工程專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化委員會油標(biāo)鉆專字[2008] 6號，關(guān)于印發(fā)《2008年標(biāo)準(zhǔn)制修訂工作計劃會議》紀(jì)要的通知要求的內(nèi)容編寫，發(fā)布了SY/T 5623-2009《地層壓力預(yù)(監(jiān))測方法》行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，介紹該標(biāo)準(zhǔn)的修訂原因、修訂內(nèi)容和修訂意義。

2 地層壓力有關(guān)術(shù)語

地層孔隙壓力是指地層孔隙中流體所具有的壓力。

地層破裂壓力是指地層某深度處的井壁產(chǎn)生拉伸破壞時的壓力。

地層坍塌壓力是指地層某深度處的井壁產(chǎn)生剪切破壞時的壓力。

地層破裂壓力、地層孔隙壓力、地層坍塌壓力3條壓力曲線之間不導(dǎo)致地層破裂、溢流或坍塌的壓力區(qū)間俗稱安全泥漿密度窗口。

3 地層壓力在石油工程中的重要作用

地層孔隙壓力、破裂壓力和坍塌壓力是油氣井鉆井井身結(jié)構(gòu)設(shè)計、套管強(qiáng)度計算、鉆井液密度設(shè)計等鉆井工程設(shè)計所需的關(guān)鍵參數(shù)。地層孔隙壓力、破裂壓力、坍塌壓力的準(zhǔn)確預(yù)(監(jiān))測對鉆井工程意義重大。

3.1 鉆井階段

（1）地層壓力是合理確定套管程序的基礎(chǔ)。

（2）利用壓力檢測獲取的地層壓力信息，實現(xiàn)平衡鉆井，既可減輕儲層污染，保護(hù)油氣層，又可防止井涌、井噴、井漏等惡性事故發(fā)生。

（3）發(fā)現(xiàn)鉆井工程事故隱患，避免工程事故發(fā)生，減少經(jīng)濟(jì)損失，降低鉆井風(fēng)險。

（4）優(yōu)化鉆井參數(shù)，提高工程時效，獲得良好的經(jīng)濟(jì)效益。

3.2 油氣田開發(fā)階段

（1）油氣層的壓力是油氣層能量的反映，是推動油氣在儲層中流動的動力在開發(fā)階段，地層壓力預(yù)測結(jié)果有助于確定儲層的驅(qū)動和連通情況。

（2）判斷地層巖性，發(fā)現(xiàn)和評價油層，為勘探開發(fā)服務(wù)。

（3）地層孔隙壓力是油氣成藏與分布的主控因素之一,是油氣成藏流體動力學(xué)研究的依據(jù)。同時，異常地層壓力分布和規(guī)模影響采油作業(yè)和有關(guān)的油藏工程。

（4）地層破裂壓力是油井壓裂施工設(shè)計的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)之一。

4 原有標(biāo)準(zhǔn)中存在的不足

（1）SY/T 5623-1997中只給出了地層壓力預(yù)檢測方法，而未涉及目前已有廣泛采用的測試、測量等方法。

（2）SY/T 5430-1992僅規(guī)范了套管鞋試漏法，沒有給出破裂壓力預(yù)測方法；現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)沒有涉及坍塌壓力計算的相關(guān)方法。

（3）SY/T 5623-199和SY/T 5430-1992中都沒有涉及坍塌壓力的計算方法，坍塌壓力的大小是準(zhǔn)確設(shè)計鉆井液密度的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)之一。

5 主要修訂的內(nèi)容

5.1 引用標(biāo)準(zhǔn)

（1）更新引用了SY/T 5623-1997《地層孔隙壓力預(yù)測檢測方法》。

（2）更新引用了SY 5430-92《地層破裂壓力測定 套管鞋試漏法》。

（3）更新引用了Q-CNPC-DG 1769-2002《地層孔隙壓力、破裂壓力、坍塌壓力預(yù)測方法》。

（4）引用了SY/T 5483-2005《常規(guī)地層測試技術(shù)規(guī)范》。

（5）引用了SY/T 5691-1995《電纜式地層測試器資料解釋規(guī)范》。

（6）引用了SY/T 5575-1993《鉆桿測試資料處理方法》。

（7）引用了SY/T 6424-2005 《鉆井井控規(guī)規(guī)程》。

5.2 地層孔隙壓力

（1）整體保留了SY/T 5623-1997中地層孔隙壓力預(yù)測檢測的dc指數(shù)法和聲波時差法的計算方法。

（2）變動部分包括:①將符號說明放在附錄A中；②將相關(guān)參數(shù)計算放在附錄B中；③將dc指數(shù)和聲波時差繪圖規(guī)定放在附錄C中；④將鉆井液密度及地層壓力的繪圖區(qū)間由1～2，拓展為1～2.5；⑤將聲波時差正常趨勢線系數(shù)的確定放在附錄D中。

（3）添加引用了涉及實測地層孔隙壓力的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，包括電纜式地層測試和鉆桿測試。

（4）由于采用PWD測量地層壓力的內(nèi)容目前尚未見確切的、權(quán)威性地報道，此次標(biāo)準(zhǔn)編寫中暫不引用。

5.3 地層破裂壓力

（1）增加了地層破裂壓力的預(yù)測方法。

（2）替換了破裂（漏失）壓力計算公式，取井口壓力曲線上開始偏離直線的漏失壓力值計算地層破裂壓力。

（3）替換了破裂（漏失）壓力試驗曲線，采用一次開裂的曲線。

（4）增加和規(guī)范了試驗數(shù)據(jù)采集表。

（5）修改了試驗準(zhǔn)備和試驗程序要求，使得測試方法更具有操作性。

5.4 地層坍塌壓力

（1）按照選擇技術(shù)內(nèi)容三原則中的“目的性原則”和“性能特性原則”，坍塌壓力的概念和應(yīng)用已經(jīng)廣泛被國內(nèi)油田所接受，現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)卻沒有涉及坍塌壓力內(nèi)容和方法。因此，在這次修訂過程中，按通知要求添加了坍塌壓力的預(yù)測方法。

（2）結(jié)合審查會各位專家提出的意見，將地層坍塌壓力預(yù)測的內(nèi)容寫入了資料性附錄E中，供參考使用。

5.5 增加了3個壓力預(yù)測檢測報告

規(guī)定了3個壓力預(yù)測檢測報告的表格形式和圖形形式。

5.6 關(guān)于附錄的說明

為了使得標(biāo)準(zhǔn)簡潔，將很多內(nèi)容作為規(guī)范性附錄和資料性附錄形式出現(xiàn)在標(biāo)準(zhǔn)中。

（1）增加了規(guī)范性附錄A“符號說明”，將標(biāo)準(zhǔn)中17個計算公式中所涉及的符號，按其在標(biāo)準(zhǔn)中出現(xiàn)的先后順序列在附錄A中。

（2）增加了規(guī)范性附錄B“相關(guān)參數(shù)計算”將標(biāo)準(zhǔn)中17個計算公式中所涉及的參數(shù)計算方法，按其在標(biāo)準(zhǔn)中出現(xiàn)的先后順序列于附錄B中。

（3）增加了資料性附錄C“dc指數(shù)和聲波時差繪圖規(guī)定”。

（4）附錄 D“聲波時差正常趨勢線系數(shù)的確定”。

（5）附錄E（資料性附錄）地層坍塌壓力預(yù)測方法。

6 標(biāo)準(zhǔn)實施情況

地層孔隙壓力、破裂壓力和坍塌壓力是油氣井鉆井井身結(jié)構(gòu)設(shè)計、套管強(qiáng)度計算、鉆井液密度設(shè)計、油氣井壓力控制等鉆井工程設(shè)計所需的關(guān)鍵參數(shù)，同時，地層孔隙壓力和破裂壓力也是采油方式的選擇、儲層改造的基本參數(shù)。地層壓力預(yù)(監(jiān))測方法對石油工程意義重大。

2010年8月4日，在呼和浩特舉行了該標(biāo)準(zhǔn)的宣貫，來自中石油、中石化和中海油三大石油公司的200多名代表集中學(xué)習(xí)和討論了標(biāo)準(zhǔn)，為新修訂后標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用和普及打下了堅實的基礎(chǔ)。目前，該標(biāo)準(zhǔn)已廣泛應(yīng)用于國內(nèi)石油鉆井行業(yè)的地層壓力預(yù)(監(jiān))測，反應(yīng)良好。

7 結(jié)論

（1）本標(biāo)準(zhǔn)將國內(nèi)鉆井界已經(jīng)廣泛接受的“3個壓力剖面”概念的相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行了集成，并結(jié)合國內(nèi)外的成熟理論和方法，對標(biāo)準(zhǔn)更新修訂，提高了標(biāo)準(zhǔn)的可操作性,對于鉆井工程設(shè)計和油氣井壓力控制有重要的理論和指導(dǎo)意義。

（2）“SY/T 5623-2009地層壓力預(yù)(監(jiān))測方法”已由國家能源局于2009年12月1日發(fā)布，是石油油氣井地層壓力預(yù)(監(jiān))測的指導(dǎo)性文件。

（3）由于地層孔隙壓力、地層破裂壓力、地層坍塌壓力預(yù)測和監(jiān)測涉及到的方法很多，且各種方法適用的條件不同，各地（油田）宜從各自的區(qū)域地層特點(diǎn)出發(fā)，以提高預(yù)測和監(jiān)測精度為目的，選用或修正現(xiàn)有方法。

[1]劉希圣.鉆井工藝原理[M].北京:石油工業(yè)出版社,1988.

[2]郝俊芳.平衡壓力鉆井與井控[M].北京:石油工業(yè)出版社,1992.

[3]鉆井手冊(甲方)編寫組.鉆井手冊[M].北京:石油工業(yè)出版社,1990.

[4]樓一珊、金業(yè)權(quán).巖石力學(xué)與石油工程[M].北京:石油工業(yè)出版社, 2006.

The standard about"Calculating (Monitoring)Methods of Formation Pressure"has recommended three basic methods of pressure calculation or detection,which are especially important in the drilling design and construction.The new revised and combined standard has integrated and compensated the calculating and monitoring methods about formation pore pressure,formation fracture pressure and formation collapse pressure,making concepts more definite and operation more clear.The publishment and execution of new standards will necessarily play an important role in the exploration and development of petroleum,and will especially get better benefits in reducing and prohibiting blowout accidents,cutting down the drilling risk,decreasing the drilling failure,and lowering the risk of well control,and thus provide the service for improving drilling comprehensive economic benefits.

formation pore pressure;formation fracture pressure:formation collapse pressure:standard

中國石油大學(xué)（華東）自主創(chuàng)新項目“完井井控安全評估體系研究”（編號10CX04035A）

金業(yè)權(quán)（1968-），男，副教授，現(xiàn)主要從事油氣井工程教學(xué)及研究工作。

路萍

2011-12-22