Page 16 - Origin and Prediction of Abnormal Formation Pressures

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Reliability of water sampling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 229
Palmer and Sulin water classifications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 233
Palmer's classification . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 233
Sulin's classification . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 234
Chemical composition of subsurface brines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 235
Salinity variations in compacting sandstones and associated shales ................. 236
Field case studies . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 238
Hackberry and Manchester fields, Louisiana, U.S.A ....................... 240
Global reconnaissance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 243
Bengal and Kutch basins, India . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 245
Songliao Basin, China . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 248
South Caspian Basin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 250
Laboratory experiments . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 251
Early laboratory experiments . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 251
Effect of rate of loading (experiments) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 261
Smectite to illite transformation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 264
Experiments involving mixtures of oil and seawater ......................... 270
Fluid chemistry compaction models . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 272
Non-thermodynamic approaches . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 273
Warner's double-layer model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 273
Kotova and Pavlov's empirical model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 275
Pol'ster's capillary model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 276
Thermodynamic approach . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 277
Bolt's pressure filtrate model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 277
Appelo's Donnan equilibrium model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 279
Smith's Gibbs equilibrium model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 281
Isotope studies of interstitial fluids . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 282
Geological observations and evaluation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 282
Isotope studies of shales in the Gulf Coast . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 283
Summary and conclusions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 285
Bibliography . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 288
Chapter 11 ABNORMALLY LOW FORMATION PRESSURES
V.A. Serebryakov, G.V. Chilingar and J.O. Robertson Jr ................. 295
Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 295
Origin of abnormal pressures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 296
Estimation of the effects of temperature change and erosion on pore pressure ............. 300
Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 308
Bibliography . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 308
Chapter 12 MATHEMATICAL MODELING OF ABNORMALLY HIGH FORMATION PRESSURES
M.R. Islam, L. Khilyuk, G.V. Chilingar, S. Katz, J.O. Robertson Jr., A. Gurevich,
E Aminzadeh and L. Buryakovsky . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 311
Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 311
Methodology of simulation of dynamic systems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 312
Analytical approach . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 312
Analytical models . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 314
Simulation of pore-fluid (formation) pressure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 316
Numerical models . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 318
Tectonic and lithological modeling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 322
Numerical criterion and sensitivity analysis for time-dependent formation pressure in a sealed layer . 327
Modeling of mean value for time-dependent formation pressure .................. 329
Formation pressure in the case of constant fluid flow through the lower boundary of the formation.. 331
Criterion for the type of time-dependent variation of formation pressure .............. 333