Experimento acústico de consolidação do solo e estabelecimento de modelo de previsão de pressão de poros - tomando a Bacia de Yingqiong como exemplo

Scientific Reports volume 13, Artigo número: 1885 (2023) Citar este artigo

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Estabelecer um modelo de previsão de poropressão adequado para a Bacia de Yingqiong, no Mar da China Meridional. Um novo método de teste de laboratório foi projetado para simular o processo de consolidação do núcleo, e um experimento acústico para consolidação do solo foi realizado para analisar vários parâmetros e estabelecer um modelo de previsão de pressão de poro anormal adequado para o bloco alvo. Primeiro, a causa da pressão anormalmente alta na Bacia de Yingqiong é analisada e identificada, e um experimento de simulação de carga e descarga de estrato é realizado. São projetados a consolidação do solo, equipamentos experimentais e plano experimental. Vários conjuntos de experimentos foram realizados, as alterações em vários parâmetros durante o experimento foram analisadas e resumidas, o modelo de previsão de poropressão adequado para esta área foi padronizado e estabelecido, e a verificação e avaliação da aplicação foram realizadas em alguns poços nesta área. Os resultados mostram que o modelo de previsão é preciso e aplicável, e a pressão dos poros pode ser prevista pelo método experimental de consolidação do solo e que a precisão da previsão é ligeiramente melhor do que o modelo de previsão tradicional. Neste estudo, um método viável de experimento acústico de consolidação de solo pode ser usado para estabelecer um experimento de mecânica de rochas e um modelo de previsão de poropressão sem rocha central estrita. Os experimentos comprovaram a viabilidade deste método e obtiveram dois modelos de predição, incluindo modelos de predição de mecanismo de carga e mecanismo de descarga.

De acordo com a avaliação dos recursos de petróleo e gás do Ministério dos Recursos Naturais, as bacias de Yinggehai e Qiongdongnan representam mais de 80% dos recursos offshore1, com características marcantes de transbordamento e perda de circulação2. Os campos de gás Ledong e Yacheng são importantes blocos de recursos de petróleo e gás nos campos petrolíferos ocidentais do Mar da China Meridional, contendo abundantes recursos de petróleo e gás, mas as condições geológicas são complexas, dado o desenvolvimento da areia do canal3. Poços de alta temperatura e alta pressão têm uma janela de densidade estreita e situações complexas, como transbordamento e vazamento, ocorrem com frequência. Tomemos como exemplo nove poços exploratórios de alta temperatura e alta pressão em um bloco na Bacia de Yingqiong, todos esses poços com condições complexas de controle de poço transbordaram e seis deles perderam circulação; a janela de densidade operacional é inferior a 0,11 e alguns poços ainda apresentam janelas negativas. A perfuração foi forçada a parar durante a perfuração para selar três poços.

Existem várias causas para pressões anormalmente altas, incluindo fatores geológicos, físicos, geoquímicos e dinâmicos. Para uma pressão anormalmente elevada num determinado bloco, a causa dessa pressão anormalmente elevada é geralmente dominada por um determinado factor e complementada por outros factores4. Embora existam muitos mecanismos para a formação de pressão anormalmente alta5,6, a geração de hidrocarbonetos e a subcompactação sempre foram os mecanismos mais comuns para pressão anormalmente alta7. A geração de hidrocarbonetos pertence à pressão anormalmente alta causada pela mudança no volume do fluido dos poros, e a subcompactação pertence à pressão anormalmente alta causada pela mudança no volume dos poros da rocha.

Existem diferentes modelos de cálculo para pressões anormalmente elevadas formadas por diferentes mecanismos, como o método Eaton8 e o método de profundidade equivalente9 para o mecanismo de carregamento (subcompactação) e o método Bowers10,11 para o mecanismo de descarregamento. Algum progresso foi feito no campo da pesquisa de testes de pressão no país e no exterior, mas os resultados da pesquisa acima não são adequados para a previsão da pressão de formação de poços de alta temperatura e alta pressão na Bacia de Yingqiong, e o método de cálculo de pressão tem grandes erros. É urgente realizar pesquisas sobre o modelo de cálculo da pressão de formação da Bacia de Yingqiong.