Меню

Аномально высокое пластовое давление причины

Причины образования аномальных пластовых давлений

Кроме инфильтрационных гидродинамических систем, в природе существуют элизионные системы с внутренними источниками создания напора в коллекторах за счет разных источников. При этом в ПР образуются аномально высокие пластовые давления (АВПД), превышающие расчетные гидростатические давления в 1,3-2,3 раза и более. Значительно реже отмечаются аномальные низкие пластовые давления (АНПД), не достигающие расчетного гидростатического давления.

Формальной причиной существования аномальных давлений в ПР является несоответствие объемов флюидов объему пустотного пространства горных пород.

Аномально высокие пластовые давления. АВПД образуются при превышении количества поступающих флюидов в ПР над количеством уходящих флюидов. По существующим представлениям причины АВПД в ПР делятся на внутренние и внешние.

Одной из главных внутренних причин многие исследователи считают элизионные процессы при неравновесном, или заторможенном уплотнении глин.

Неравновесное уплотнение происходит в следующих случаях:

1) при накоплении значительных толщ глинистых осадков;

2) при небольшой толщине и проницаемости коллекторов, расслаивающих толщи глин;

3) при высокой скорости осадконакопления.

В этих случаях при уменьшении объёма системы за счёт увеличения геостатической нагрузки и компрессии седиментационная поровая вода, не успевает отжаться в коллекторы и начинает испытывать литостатическое давление. В результате в толще глин возникают АВПД. При высокой скорости осадконакопления даже хорошо проницаемые коллекторы не успевают пропустить всю поступающую воду из глин, поэтому в инфильтрационной гидродинамической системе развивается элизионный водонапорный режим, и она становится эксфильтрационной или элизионной.

Возникновению АВПД способствуют также дополнительные внутренние источники питания. Они связаны:

1) с преобразованием глинистых минералов на стадии катагенеза и, прежде всего это – дегидратация монтмориллонита и его превращение в гидрослюды;

2) с процессами дегидратации гипса и его превращением в ангидрит в пластах, заключенных среди каменной соли;

3) деполимеризацией ОВ и образованием нефти и газа, которое интенсивно протекает в главных зонах нефте- и газообразования.

Возникновению АВПД в замкнутой системе способствуют также:

— различные коэффициенты объемного расширения горных пород и насыщающих их флюидов. В результате увеличения пластовой температуры объем флюидов может возрасти в 40 раз и более, по сравнению с объемом пустотного пространства породы.

— вторичная перекристаллизация и цементация пород-коллекторов в процессе катагенеза, способствующая ухудшению ФЕС.

Внешние причины образования АВПД связаны с активной новейшей геодинамикой и межформационными вертикальными перетоками флюидов. Активная новейшая тектоника при всестороннем сжатии горных пород приводит к уменьшению объема пустотного пространства и соответственно к образованию АВПД.

Интенсивные новейшие поднятия гидродинамически закрытых природных резервуаров (ПР), сопровождаются денудацией горных пород, сокращением их разреза, и снижением литостатического и гидростатического давления. В результате пластовое давление в изолированных блоках ПР, унаследованное от больших глубин, будет аномально высоким.

Повышение пластового давления в относительно закрытых ПР связано также с поступлением флюидов из более глубоких горизонтов под давлением. Каналами для их проникновения служат тектонические разрывы, зоны повышенной трещиноватости, жерла грязевых вулканов, стенки соляных куполов и другие.

Большинство исследователей главными причинами формирования АВПД считают внутренние причины, особенно возникновение элизионных процессов в природных резервуарах, а также различные катагенетические процессы, вызванные ростом пластовых температур. Однако существуют и другие представления.

Читайте также:  Внутриглазное давление симптомы измерение

К основным процессам, приводящим к образованию АВПД К.А. Аникиев, В.И. Дюнин, А.В. Корзун, Т. Голд и С. Сотер относят:

1) геодинамические процессы, и в первую очередь, проявляющиеся мгновенно (землетрясения);

2) гидротермальную деятельность и поступление газо-водяной смеси из глубоких горизонтов;

3) мощные локальные тепловые потоки.

Следует отметить, что последние два типа процессов являются следствием геодинамических процессов, которые отличаются не только своей масштабностью, но и большой повторяемостью во времени. А это имеет большое значение для поддержания АВПД. Например, в Монголо-Байкальской сейсмической зоне происходит до 1000 подземных толчков в год (2-3 в сутки). В Восточном Предкавказье регистрируется до 1000-1500 землетрясений в год различной интенсивности (в среднем 3-5 в сутки).

Таким образом, наблюдаемое в настоящее время в упруго деформируемой среде поле пластовых давлений является следствием постоянно меняющихся напряжений под действием тектонических сил и процессов, скорости которых сопоставимы и часто превышают скорости релаксации пластовых давлений. Изменение пластового давления во многих случаях регистрируется различными наблюдениями.

Аномально низкие пластовые давления встречаются на относительно небольших глубинах по долинам крупных рек, в областях развития многолетнемерзлых пород и в аридных условиях, когда область питания лежит на склонах или даже у подножий возвышенностей, а не на их водоразделах. В таких системах зоны АНПД находятся выше областей питания. Например, зоны АНПД существуют на Ставропольской возвышенности (Ставропольском своде), а также распространены в пределах Терского и Сунженского антиклинальных хребтов Терско-Каспийского прогиба. Образуются они и при интенсивном разуплотнении горных пород в результате неотектонических процессов.

Для количественной оценки степени отклонения фактических пластовых давлений от гидростатических используются коэффициенты аномальности пластового давления Ка, представляющие собой отношение фактического пластового давления Рф к нормальному Рн или условному гидростатическому Ру.г. давлению, рассчитанному для той же глубины:

Обычно аномальными считаются давления с коэффициентами аномальности более 1,3 (АВПД) и менее 0,8 (АНПД). За верхний предел АВПД принимается геостатическое давление, превышающее нормальное или условное гидростатическое давление в 2,3-3 раза. Давления, отличающиеся от нормального менее чем на 30 % и 20 % соответственно считаются повышенными и пониженными.

Источник

Аномальное пластовое давление (abnormal seam pressure)

Это давление, действующее на флюиды (воду, нефть, газ), содержащиеся в поровом пространстве породы, величина которого отличается от нормального

При сверхвысоком давлении все горные породы проницаемы.

Гидростатическое давление — давление столба пресной воды плотностью 103 кг/м 3 , по высоте равного глубине пласта в точке замера.

Различают пластовые давления:

  • нормальные, близкие к условному гидростатическому давлению с градиентом 0,01 МПа/м (в диапазоне отношений Pпл/Pу.г. 0,90 — 1,10) ,
  • аномальные, с коэффициентом аномальности более 1,10 и менее 0,90.

Пластовые давления, превышающие гидростатическое, называют аномально высокими (АВПД), меньше гидростатического — аномально низкими (АНПД).

Аномально пластовое давление существует в изолированных системах.

Генезис аномально пластового давления не до конца изучен.

Основными причинами образования аномально пластового давления считают:

  • уплотнение глинистых пород,
  • процессы осмоса,
  • процессы катагенетического преобразования пород и содержащегося в них органического вещества,
  • процессы тектогенеза,
  • геотермические условия земных недр,
  • температурный фактор, тк коэффициент теплового расширения флюидов, заключенных в изолированном объеме пород, значительно больше, чем у минеральных компонентов горных породах.
Читайте также:  Перепады давления и как они влияют на человека

Аномально пластовые давления установлены бурением многочисленных скважин на суше и в акваториях при поиске, разведке и разработке нефтяных и газовых залежей в различных отложениях по геохронологической шкале в широком интервале глубин.

АВПД встречается чаще, особенно на глубинах более 4 км.

  • превышение гидростатическое давление в интервале 1,3-1,8 раза, бывает 2,0- 2,2;
  • обычно не достигают значений геостатического давления, оказываемого весом вышележащих пород, но в единичных случаях , вероятно, под влиянием дополнительных причин, были зафиксированы АВПД, равные или превышающие значения геостатического давления.

Наличие АВПД сказывается благоприятно для нефтегаза:

  • повышает проницаемость горных пород — коллекторов,
  • увеличивает время естественной эксплуатации нефтяных и газовых месторождений без применения вторичных методов,
  • повышает удельные запасы газа и дебит скважин,
  • является благоприятным в отношении сохранности скоплений углеводородов,
  • свидетельствует о наличии в нефтегазоносных бассейнах изолированных участков и зон.

Источник

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Аномально-высокое давление

Аномально-высокие давления часто имеют замкнутые пласты без выходов на поверхность, при высоких этажах газоносности ( Шебелинка), уплотнении окружающих продуктивный пласт пород. [1]

Наличие аномально-высоких давлений , в 1 5 — 2 2 раза превышающих гидростатический напор, в новом малоизученном районе почти невозможно предугадать, и в этих условиях обычно вскрытие газонасыщенного пласта сопровождается аварийными фонтанами огромной силы. [2]

Говоря об аномально-высоких давлениях флюидов в горных породах, следует отметить, что в настоящее время отсутствует четкое разделение понятий аномально-высокого и сверхвысокого давлений. Термином аномально-высокое, или сверхвысокое, пластовое давление ( АВПД) принято [12] называть такое давление в гидродинамически замкнутых системах, которое в 1 3 раза и более превышает условное гидростатическое. Давление же, не достигающее коэффициента аномальности 1 3, но превышающее среднее его значение 1 05, называют повышенным пластовым давлением. При этом понятие сверхвысокое давление предлагается употреблять по отношению к огромным по абсолютным значениям пластовым давлениям глубинных залежей без: указания его нижнего предела, а термин АВПД — преимущественно при описании условий относительно небольших глубин. [3]

В Саратовском Поволжье аномально-высокие давления флюидов встречены в верейском горизонте каменноугольных отложений и в девонской толще. H) для глин и аргиллитов, на которой четко отражаются общая тенденция снижения пористости с увеличением глубин залегания осадков и отклонение от этой закономерности в сторону повышения kn в интервале 3 2 — 5 5 км. При этом за счет аномальности перового давления пористость глин ( аргиллитов) изменяется более чем на порядок: от 0 4 — 0 5 % при условии нормального давления до 5 — 10 % при АВПД. Столь существенное различие в значениях kn свидетельствует о значительном градиенте перового давления в девонской толще. [4]

Предкарпатского прогиба имеются толщи с аномально-высокими давлениями флюидов , коэффициент аномальности которых изменяется в широких пределах. [5]

В разрезе площадей Терско-Кумского прогиба отмечаются зоны с аномально-высокими давлениями : песчаники нижнего Майкопа, известняки верхнего мела, песчаники валанжинского яруса нижнего мела. [6]

При испытании пластов, в которых ожидается нефтегазопроявления, на месторождениях с аномально-высокими давлениями запас буровой жидкости определяется геолого-технической службой УЕР и объединения. [7]

Читайте также:  Какое давление в гидроусилителе руля газель

Изучение геолого-геофизических материалов по различным нефтегазоносным провинциям и областям, в которых установлены аномально-высокие давления , показывает следующее. [8]

Поэтому в тех случаях, когда возникает необходимость акцентировать вопрос, о каких аномально-высоких давлениях флюидов р идет речь, то следует пользоваться соответственно следующими их обозначениями: АВПлД, АВПлтД и АВПоД, объединив их общим символом АВПД. Давления в линзовидных пропластках коллекторов ( АВПлтД) обычно выше значений АВПлД в хороших коллекторах, а от АВПоД ( при равенстве численных значений) их отличает характер проявлений давлений при бурении скважин. Аномально-высокие давления в порах глин могут приводить к выпиранию пород в ствол скважины и их обвалообразованию, в то время как аномально-высокие давления в тонких линзовидных коллекторах — вызывать проявления скважины в процессе бурения и неожиданные выбросы глинистого раствора. [9]

Сказанное свидетельствует о том, что серьезные осложнения в процессе бурения скважин на площадях Прикуринской низменности и Бакинского архипелага в основном вызваны проявлениями аномально-высоких пластовых давлений не из мощных продуктивных коллекторов, а обусловливаются аномально-высокими давлениями флюидов , присущих маломощным линзовидным коллектоу рам, залегающим среди глинистых толщ. Пластовые давления в таких коллекторах равны поровым во вмещающих их глинах. [10]

Эта точка зрения противоречит существовавшей ранее, высказанной К — А. Согласно последней, аномально-высокие давления на площадях Восточного Предкавказья в майкопской глинистой толще — покрышке возникали в сводовых частях структур из-за проникновения газа и легкой нефти в низы отложений этого возраста из залежей верхнемеловых резервуаров. Поэтому глинистая толща подразделена на две части: верхнюю — непосредственно покрышку и нижнюю — полупокрышку или так называемый ореол вторжения. [11]

Точки зрения различных исследователей [22] на природу АВПД часто носят противоречивый характер. Поэтому изучение закономерностей распространения толщ с АВПД, причин образования аномально-высоких давлений флюидов , количественная оценка и прогнозирование давлений, устойчивости ствола, выделение интервалов пластичных глин являются актуальными и представляют большой интерес как в теоретическом, так и в практическом отношении. Решению проблемы, позволяющей повысить эффективность поисково-разведочных работ на нефть и газ во многих нефтегазоносных бассейнах, особенно на больших глубинах, посвящена данная работа. [12]

В США при бурении газовых скважин для продувки забоя используют воздух. Этот способ бурения нельзя применять тогда, когда в разрезе скважины встречаются неустойчивые обваливающиеся породы, водоносные пласты и продуктивные горизонты с аномально-высоким давлением . Во всех остальных случаях он в 2 — 3 раза повышает среднюю механическую скорость бурения, увеличивает проходку на долото и дает лучшую очистку забоя от шлама, чем глинистый раствор. [14]

Открытый аварийный фонтан возможен только в случае превышения пластового давления газа или нефти над давлением столба промывочной жидкости в стволе скважины. Такое положение может возникнуть при поглощении глинистого раствора, снижении его удельного веса в результате притока пластовой воды или разгазирования, снижении давления на пласт вследствие поршневого эффекта при подъеме бурильной колонны и, наконец, при вскрытии продуктивного пласта с аномально-высоким давлением , которое не было предусмотрено проектом скважины. [15]

Источник

Adblock
detector