压力衰竭储层中定向井井壁稳定性分析

在很多油气田开发中后期,储层压力会发生衰竭,压力系数可能降至0．5以下。地层压力降低将导致地应力发生变化,进而影响钻井中的井壁稳定性。因此利用某正断层构造中的地层参数,对储层压力衰竭前后,向水平最大、最小主应力方向钻井情况下,坍塌压力和破裂压力随井斜角的变化情况进行了分析,结果表明在压力衰竭地层钻井主要应防止漏失,并且应避免向水平最大主应力方向钻进大斜度井或水平井。该研究结果可以为压力衰竭地层中定向井钻井设计提供参考。     

油田开发中后期调整井储层井壁稳定性研究

目前井壁稳定研究集中在静态阶段,没有考虑油田开发中后期地层孔隙压力变化因素。根据渗流力学理论和油藏工程方法,建立储层区域地层压力动态预测模型,预测地层孔隙压力变化规律,以此为基础建立储层坍塌压力、破裂压力变化模型。研究结果表明,地层压力降低引起地层坍塌压力和地层破裂压力同时下降、油井附近的调整井、加密井储层容易漏失;注水井附近的调整井、加密井储层井壁容易坍塌。     

基于蒙特卡洛法的井壁稳定可靠度随机变量敏感性分析

利用蒙特卡洛模拟对井壁稳定性模型中随机变量与结果的相互关系进行分析，获取了不同应力场和破坏准则下影响井壁稳定性最为敏感的因素。通过分析可知，基于Mohr-Coulomb准则的坍塌压力，无论处于哪种地应力场，最为敏感的因素都是最大水平地应力；基于Drucker-Prager准则的坍塌压力，当垂应力为最大主应力时，最为敏感的因素是孔隙压力；当垂向应力为中间主应力或最小主应力时，最为敏感的因素均为内摩擦角；地层破裂压力无论处于哪种地应力场，最为敏感的因素均为最小水平地应力。通过研究确定了影响井壁稳定可靠度最为敏感的因素，通过相应的措施提高敏感因素的准确程度，从而减少坍塌及破裂压力预测结果的不确定性，最终提高井壁稳定的可靠度。     

井眼稳定性技术在冀东油田的应用

探讨了运用岩石力学和地应力理论解决井眼稳定问题的原理和方法。开发了井眼稳定性分析软件。利用冀东油田测井及实钻资料，求取了本地区的岩石力学参数，建立了两个区块地层孔隙压力、破裂压力、坍塌压力的三个连续剖面，推荐了合理的钻井液密度值，在钻井设计与施工中应用，取得显著效果     

地应力剖面在储层开发中的应用──以川西XL气田沙溪庙组储层为例

地应力剖面的研制为测井资料开辟了新的应用领域。通过对川西XL气田 4口井的地应力剖面分析 ,川西XL气田沙溪庙组储层岩石力学参数、三向主应力、水平应力场方向、工程常用压力及出砂指数有如下特征 :孔隙、裂缝的发育程度能够对储层的力学性质产生影响 ;三向主应力一般满足关系式 :σH>σV>σh,裂隙发育的层位水平主应力、破裂压力较围岩低 ,坍塌压力较围岩高 ;水平主应力方向与川西区域构造水平主应力方向基本一致 ,但个别层位主应力方向发生了较大变化 ;出砂指数值较高 ,基本不存在出砂现象。     

DY地区须家河组地层井壁稳定性评价

从力学角度对DY地区井下复杂情况进行研究。结合声波时差和密度测井资料,运用ADS法间接求得现今地应力值。在此基础上,建立最小水平主应力与破裂压力的关系,并依此关系确定破裂压力的大小。运用经典岩石坍塌压力计算模型得到DY地区连续的坍塌压力剖面。通过实钻资料验证,证实了评价DY地区须家河组地层井壁稳定性方法的可行性和可靠性。     

地应力剖面在储层开发中的应用——以川西XL气田沙溪庙组储为例

地应力剖面的研制为测井资料开辟了新的应用领域,通过对川西XL气田4口井的地应力剖面分析,川西XL气田沙溪庙组储层岩石力学参数,三向主应力,水平应力场方向,工程常用压力及出砂指数有如下特征：孔隙,裂缝的发育程度能够对储层的力学性质产生影响;三向主应力一般满足关系式：σH＞σV＞σh,裂隙发育的层位水平主应力,破裂压力较围岩低,坍塌压力较围岩高,水平高应力方向与川西区域构造水平主应力方向基本一致,但个别层位离应力方向发生了较大变化,出砂指数值较高,基本不存在出砂现象。     

泥页岩地层三个压力剖面的数学模型建立及应用

主要介绍了三个压力(包括地层孔隙压力、地层坍塌压力和地层破裂压力)剖面数学模型的建立及其软件应用,通过应用这些新技术不但有效地解决了深层井难于开发的问题,而且还可以较准确地预测井下地层的真实压力,具有理论指导意义。     

低渗透油藏注水对水平地应力的影响

油气田开发过程中,地应力(特别是2个水平主地应力)受注水等因素影响状态发生改变,对油气生产产生较大的影响.由于在低渗透油藏中存在启动压力梯度,注水过程是一个含动边界的渗流问题,利用油藏压力分布近似表达式,研究了低渗透油藏注水过程孔隙压力随时间、空间的变化规律,推导出2个水平主地应力随地层孔隙压力变化的理论公式,得到了水平主地应力随时间、空间的变化规律.     

体积压裂分支裂缝的产生条件分析

页岩油气藏的物性极差,需要水平井加体积压裂才能实现经济有效开发.水平井压裂产生主裂缝的破裂压力公式已经建立起来,但还没有建立分支裂缝的破裂压力公式.根据岩石力学的有关理论,以深层页岩地层为例,分析了主裂缝壁面上的受力情况,推导建立了垂直分支裂缝的破裂压力公式.公式表明:①分支裂缝的破裂压力与地层的最大水平地应力有关,与...     

考虑温度时碳酸盐岩地层破裂压力的确定

地层破裂压力（梯度）是确定地层压力检测的一个重要组成部分，对钻井、完井和压裂等施工都相当重要。塔河油田碳酸盐岩油藏为岩溶-缝洞型的特殊性油藏，储层非均质性较强，储渗空间形态各异，大小悬殊，分布不均，油气储集空间多为裂缝-孔洞型，压裂作业时，储层易受伤害。对于碳酸盐岩储层，裂缝越发育，地层破裂压力越低。在前人研究成果的基础上，综合分析了上覆岩层压力、孔隙压力、井壁应力集中、构造应力、岩石抗拉强度和温度对碳酸盐岩地层破裂压力的影响，得到了新型破裂压力模式。分析结果表明，温度对地层破裂压力的影响不容忽略。     

肯基亚克盐下油田水力破裂缝成因及分布预测

目前,水力破裂缝研究仅限于岩心尺度的描述,难以产生矿场应用效果.通过对肯基亚克盐下油田研究认为:大量外排的压实流体和源岩大量生排烃为水力破裂缝发育提供了丰富的流体来源;快速沉降、强烈成岩、盐丘刺穿及良好的封闭环境、优越的生烃条件促使了异常孔隙流体高压的形成,为水力破裂缝发育提供了重要条件;而孔隙流体压力大于地层破裂压力...     

压裂井试油压差优化的实验与有限元模型

通过实验研究了压裂裂缝导流能力的闭合压力敏感性,将实验结果用于渗流场有限元模型的理论计算,建立了压裂井试油压差优化的单裂缝有限元模型和考虑天然裂缝的有限元模型,并用其模拟一定压差控制下水力裂缝周围的应力场和排液速度,根据地层和支撑剂强度校核以及试油产量一试油压差曲线得到优化的试油压差.以塔中油田压裂井A井试油压差优化为例,根据地层和支撑剂强度校核得到试油压差的一个临界值为9.0 MPa;利用单裂缝、平行天然裂缝和垂直天然裂缝模型得到试油压差的另一个临界值分别为8.8 MPa、8.2 MPa和6.6 MPa,两个临界值的较小者即为合理压差值.各模型产量计算结果与实际试油产量对比发现,天然裂缝与水力裂缝的相对位置对产量预测影响很大.图10表1参16     

多压力层系下固井液密度确定方法的研究

室内利用模拟试验装置进行了环空压差和层间压差与固井质量的关系的试验研究。结合现场调查和统计规律,建立了环空压差和层间压差与固井质量的关系图版。提出了高压层固井环空压差大于1MPa和低压层固井环空压差小于9MPa的情况下,用A级水泥原浆固井能够保证固井质量。建立了调整井小层孔隙流体压力的计算及调整方法,地层压力调整的临界系数为1.55,从而优化了固井液(包括循环钻井液、隔离液和水泥浆)密度设计,使其更加合理,在大庆油田调整井中得到广泛应用,有效地提高了调整井的固井质量。     

基于薄板理论的碳酸盐岩地层压力检测方法探讨

现有碳酸盐岩地层压力检测方法均存在不足,因此,为保证Y油田F地层碳酸盐岩地层的钻井安全,开展了碳酸盐岩地层压力的检测方法研究。基于薄板理论,考虑体积弹性模量的影响,结合碳酸盐岩特征,建立了构造挤压条件下的地层压力地质力学识别模型;通过分析F地层碳酸盐岩的地质构造、异常高压及测井响应特征分布规律,结合排除法研究了异常高压的成因机制;形成的碳酸盐岩地层压力检测方法在Y油田F层进行了实例应用。F层小断层发育,纵波速度在5 500 m/s左右;FU层和FL层的地层压力系数分别约为1.45和1.30;FU层岩石骨架变形量大于FL层,构造挤压是异常高压产生的主要成因机制。应用结果表明,该模型检测值与SFT实测值间的相对误差小于10%;地层压力随构造变形曲率、地层压力系数、弹性模量的增大而增大,随泊松比的增大而减小,且呈线性关系。研究认为,基于薄板理论的碳酸盐岩地层压力检测方法,能够比较准确地检测由构造挤压作用下的碳酸盐岩地层压力。      

准噶尔盆地玛东油田水平井高性能油基钻井液技术

准噶尔盆地玛东油田水平井造斜段和水平段存在因泥岩水化、压力异常和砂砾层多而造成的起下钻阻卡、井眼失稳和机械钻速低等问题,为此开展了高性能油基钻井液技术研究。根据玛东油田的储层特征和中长水平段的钻进要求,配制了XZ高性能油基钻井液,并通过室内试验评价了其加重、抗高温、提切、封堵承压、抗污染和抗冻等性能。试验结果显示:该油基钻井液密度在1.35～2.01 kg/L时流变性能稳定、切力可调;热、冻稳定性好,低温可至–24 ℃,高温可达180 ℃;乳化稳定性好,破乳电压普遍在1 000 V以上;抗污染能力强,可抗20%钻屑、20%地层水和10%水泥的污染;封堵能力强,分别采用孔径为120和150 μm的砂盘进行承压封堵时,承压均可达15 MPa。该钻井液在玛东油田4口井进行了应用,钻井过程中井眼稳定,造斜段井径扩大率仅3.55%,起下钻顺利,平均机械钻速较同层位水基钻井液提高79%,取得了显著的提速效果。研究结果表明,采用XZ高性能油基钻井液可以解决玛东油田砂砾岩储层水平井钻井中存在的问题,满足该油田长水平段安全快速钻井需求。      

由瞬时停泵压力估算裂缝闭合压力的现场方法研究

应用新疆鄯善油田４６口井的压裂施工及裂缝监测资料,研究了从瞬时停泵压力中估算裂缝闭合压力的现场方法。该方法采用模糊设计原理,并综合考虑了泵注排量、总施工时间、裂缝高度、压裂液效率、储层压力以及平面应变模量等６项影响参数。经二连油田、辽河油田及胜利油田的实例验证,估算结果基本与实际情况吻合。该方法为压裂的优化提供了重要的手段。     

密井网条件下地层孔隙压力及孔隙流体渗流速度的计算与控制技术

针对密井网条件下影响固井质量的主要地质因素,笔者应用多井作用于地层任一点的压力势差为各相关井单独作用于这一点的势差总和原理和地层任一点孔隙流体渗流速度为多井共同作用的流体渗流速度矢量迭加理论,给出了地层孔隙压力和地层孔隙流体渗流速度的计算方法,并分别建立了相应的控制技术。应用该计算方法和控制技术对大庆油田待钻修井地层孔隙压力和孔隙流体渗流速度进行了计算。结果表明,该方法具有较高的计算精度,计算结果与实际基本相符。     

埕岛油田馆陶组油藏合理地层压力研究

从埕岛油田馆陶组油藏实际资料出发,结合数值模拟分析研究,认为馆陶组合理地层压力保持水平应为11.5MPa左右,矿场试验也证明了这一点,对馆陶组油藏下步注水开发具有重要的指导意义。     

考虑裂缝宽度及压差的裂缝-孔隙型储层屏蔽暂堵实验研究

孔隙型储层的屏蔽暂堵技术研究应用较成熟，而裂缝一孔隙型储层的研究不够深入，未充分考虑裂缝宽度及正压差的影响，因此有必要研究不同缝宽及压差条件下的屏蔽环暂堵效果。对川东北区改性后的钻井液进行评价，以碳酸盐岩为实验岩心，进行了裂缝宽度分别为10m、20m、50m的岩样的屏蔽暂堵实验及同一岩样在正压差为1MPa、2MPa、3MPa和4MPa的屏蔽暂堵实验。研究结果表明，改性浆对裂缝宽度在10～50m的岩样暂堵和返排效果好，强度高，并且和该钻井液粒度峰值相匹配的裂缝宽度为50m左右的岩样，暂堵和返排效果最好。裂缝宽度在10m左右的岩样，合理的正压差为2MPa。