Expérience acoustique de consolidation des sols et établissement d’un modèle de prévision de la pression interstitielle – en prenant le bassin de Yingqiong comme exemple

Rapports scientifiques volume 13, Numéro d'article : 1885 (2023) Citer cet article

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Établir un modèle de prévision de la pression interstitielle adapté au bassin de Yingqiong dans la mer de Chine méridionale. Une nouvelle méthode d'essai en laboratoire a été conçue pour simuler le processus de consolidation du noyau, et une expérience acoustique de consolidation du sol a été réalisée pour analyser divers paramètres et établir un modèle de prédiction de pression interstitielle anormale adapté au bloc cible. Premièrement, la cause de la pression anormalement élevée dans le bassin de Yingqiong est analysée et identifiée, et une expérience de simulation du chargement et du déchargement des strates est réalisée. La consolidation du sol, l'équipement expérimental et le plan expérimental sont conçus. Plusieurs séries d'expériences ont été réalisées, les changements de divers paramètres au cours de l'expérience ont été analysés et résumés, le modèle de prévision de la pression interstitielle adapté à cette zone a été standardisé et établi, et la vérification et l'évaluation des applications ont été effectuées dans certains puits de cette zone. Les résultats montrent que le modèle de prédiction est précis et applicable, et que la pression interstitielle peut être prédite par la méthode expérimentale de consolidation du sol et que la précision de la prédiction est légèrement meilleure que celle du modèle de prédiction traditionnel. Dans cette étude, une méthode d'expérimentation acoustique de consolidation de sol réalisable peut être utilisée pour établir une expérience de mécanique des roches et un modèle de prédiction de la pression interstitielle sans noyau rocheux strict. Les expériences ont prouvé la faisabilité de cette méthode et ont obtenu deux modèles de prédiction, notamment des modèles de prédiction du mécanisme de chargement et du mécanisme de déchargement.

Selon l'évaluation des ressources pétrolières et gazières réalisée par le ministère des Ressources naturelles, les bassins de Yinggehai et de Qiongdongnan représentent plus de 80 % des ressources offshore1, avec des caractéristiques exceptionnelles de débordement et de perte de circulation2. Les champs gaziers de Ledong et Yacheng constituent d’importants blocs de ressources pétrolières et gazières dans l’ouest de la mer de Chine méridionale, contenant d’abondantes ressources pétrolières et gazières, mais les conditions géologiques sont complexes, compte tenu de l’exploitation des sables de chenal3. Les puits à haute température et haute pression ont une fenêtre de densité étroite et des situations complexes telles que des débordements et des fuites qui se produisent fréquemment. Prenons comme exemple neuf puits d'exploration à haute température et haute pression dans un bloc du bassin de Yingqiong, ces puits avec des conditions de contrôle de puits complexes ont tous un débordement et six d'entre eux ont perdu la circulation ; la fenêtre de densité d'exploitation est inférieure à 0,11, et certains puits ont même des fenêtres négatives. Le forage a été contraint de s'arrêter pendant le forage visant à sceller trois puits.

Il existe diverses causes à une pression anormalement élevée, notamment des facteurs géologiques, physiques, géochimiques et dynamiques. Pour une pression anormalement élevée dans un bloc donné, la cause de cette pression anormalement élevée est généralement dominée par un certain facteur et complétée par d’autres facteurs4. Bien qu’il existe de nombreux mécanismes responsables de la formation d’une pression anormalement élevée5,6, la génération d’hydrocarbures et le sous-compactage ont toujours été les mécanismes les plus courants responsables d’une pression anormalement élevée7. La génération d'hydrocarbures appartient à la pression anormalement élevée provoquée par le changement du volume du fluide interstitiel, et le sous-compactage appartient à la pression anormalement élevée provoquée par le changement du volume des pores de la roche.

Il existe différents modèles de calcul des pressions anormalement élevées formées par différents mécanismes, comme la méthode Eaton8 et la méthode de profondeur équivalente9 pour le mécanisme de chargement (sous-compactage) et la méthode Bowers10,11 pour le mécanisme de déchargement. Certains progrès ont été réalisés dans le domaine de la recherche sur les tests de pression au pays et à l'étranger, mais les résultats de recherche ci-dessus ne conviennent pas à la prévision de la pression de formation des puits à haute température et haute pression dans le bassin de Yingqiong, et la méthode de calcul de la pression a grosses erreurs. Il est urgent de mener des recherches sur le modèle de calcul de la pression de formation du bassin de Yingqiong.