Esperimento acustico di consolidamento del suolo e creazione di un modello di previsione della pressione dei pori, prendendo come esempio il bacino di Yingqiong

Rapporti scientifici volume 13, numero articolo: 1885 (2023) Citare questo articolo

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Stabilire un modello di previsione della pressione interstiziale adatto per il bacino Yingqiong nel Mar Cinese Meridionale. È stato progettato un nuovo metodo di test di laboratorio per simulare il processo di consolidamento del nucleo ed è stato effettuato un esperimento acustico per il consolidamento del terreno per analizzare vari parametri e stabilire un modello di previsione della pressione dei pori anomala adatto al blocco target. Innanzitutto, viene analizzata e identificata la causa della pressione anormalmente alta nel bacino di Yingqiong e viene eseguito un esperimento di simulazione del carico e scarico dello strato. Vengono progettati il ​​consolidamento del terreno, le attrezzature sperimentali e il piano sperimentale. Sono state effettuate diverse serie di esperimenti, sono state analizzate e riassunte le variazioni dei vari parametri durante l'esperimento, è stato standardizzato e stabilito il modello di previsione della pressione interstiziale adatto per quest'area e sono state effettuate verifiche e valutazioni dell'applicazione in alcuni pozzi di quest'area. I risultati mostrano che il modello di previsione è accurato e applicabile e che la pressione dei pori può essere prevista mediante il metodo sperimentale di consolidamento del suolo la cui precisione di previsione è leggermente migliore rispetto al modello di previsione tradizionale. In questo studio, un metodo di esperimento acustico di consolidamento del suolo fattibile può essere utilizzato per stabilire un esperimento di meccanica delle rocce e un modello di previsione della pressione dei pori senza un nucleo roccioso rigoroso. Gli esperimenti hanno dimostrato la fattibilità di questo metodo e hanno ottenuto due modelli di previsione, inclusi i modelli di previsione del meccanismo di carico e del meccanismo di scarico.

Secondo la valutazione delle risorse di petrolio e gas da parte del Ministero delle Risorse Naturali, i bacini di Yinggehai e Qiongdongnan rappresentano oltre l'80% delle risorse offshore1, con eccezionali caratteristiche di tracimazione e perdita di circolazione2. I giacimenti di gas di Ledong e Yacheng sono importanti blocchi di risorse di petrolio e gas nei giacimenti petroliferi occidentali del Mar Cinese Meridionale, contenenti abbondanti risorse di petrolio e gas, ma le condizioni geologiche sono complesse, dato lo sviluppo della sabbia del canale3. I pozzi ad alta temperatura e alta pressione hanno una finestra di densità ristretta e situazioni complesse come traboccamenti e perdite che si verificano frequentemente. Prendiamo come esempio nove pozzi esplorativi ad alta temperatura e alta pressione in un blocco nel bacino di Yingqiong, questi pozzi con condizioni complesse di controllo dei pozzi hanno tutti traboccato e sei di loro hanno perso la circolazione; la finestra della densità operativa è inferiore a 0,11 e alcuni pozzi hanno addirittura finestre negative. La perforazione è stata costretta a interrompersi mentre si perforava per sigillare tre pozzi.

Esistono varie cause di pressione anormalmente elevata, inclusi fattori geologici, fisici, geochimici e dinamici. Per una pressione anormalmente elevata in un determinato blocco, la causa di tale pressione anormalmente elevata è generalmente dominata da un determinato fattore e integrata da altri fattori4. Sebbene esistano molti meccanismi per la formazione di una pressione anormalmente elevata5,6, la generazione di idrocarburi e la sottocompattazione sono sempre stati i meccanismi più comuni per una pressione anormalmente elevata7. La generazione di idrocarburi appartiene alla pressione anormalmente alta causata dalla variazione del volume del fluido dei pori, mentre la sottocompattazione appartiene alla pressione anormalmente alta causata dalla variazione del volume dei pori della roccia.

Esistono diversi modelli di calcolo per pressioni anormalmente elevate formate da diversi meccanismi, come il metodo Eaton8 e il metodo della profondità equivalente9 per il meccanismo di carico (sottocompattazione) e il metodo Bowers10,11 per il meccanismo di scarico. Sono stati compiuti alcuni progressi nel campo della ricerca sui test di pressione in patria e all'estero, ma i risultati della ricerca di cui sopra non sono adatti per la previsione della pressione di formazione di pozzi ad alta temperatura e alta pressione nel bacino di Yingqiong e il metodo di calcolo della pressione ha grandi errori. È urgente effettuare ricerche sul modello di calcolo della pressione di formazione del bacino di Yingqiong.