利用多极子阵列声波测井预测地层破裂压力

地层破裂压力在钻井施工、钻井液的选取及水力压裂等方面有着重要的意义。利用处理后的多极子阵列声波测井资料提供的准确的纵横波时差，结合岩石密度测井资料计算了岩石弹性力学参数、岩石强度参数，在此基础上进行了地应力分析,确定了地层破裂压力、钻井液密度等参数，同时预测了压裂高度，为油田的生产改造提供了准确的参数。     

吐哈油田牛东区块火成岩地应力研究及应用

地应力是储层压裂改造非常重要的参数,直接影响到压裂设计和施工。目前主要是利用区块已压裂井资料,或者小型压裂测试来判断地应力大小。小型压裂测试求取地应力最准确,但投入费用高。因此,该文从牛东区块利用已压裂井测井资料入手,通过岩石机械特性参数计算,对实际应力资料进行校正,得出了该区块地应力预测方法,该方法已被现场应用,取得较好效果。     

陆相页岩油岩石可压裂性影响因素评价与应用——以沧东凹陷孔二段为例

大港探区沧东凹陷孔二段发育典型的陆相页岩油,国内外以海相页岩油气为对象的脆性指数模型不适用于指导陆相页岩油岩石压裂改造。在系统分析沧东凹陷孔二段页岩油储层地质特征基础上,开展岩心三轴破裂实验,利用分形方法建立了反应岩石变形破坏全过程特征的力学脆性指数模型;基于天然裂缝扩展分析,建立了天然裂缝和地应力影响因子的计算方法,以及综合岩石脆性、天然裂缝和地应力三因素的缝网指数模型,实现了对页岩可压裂性的定量预测。应用该模型建立水平井可压裂性指数剖面,优化水平井簇间距设计、射孔参数及压裂施工参数,优选滑溜水+低伤害压裂液体系、石英砂+陶粒组合支撑剂,形成页岩油水平井体积压裂技术。技术成果应用于GD1701H井、GD1702H井,微地震、稳定电场监测证实形成复杂网络裂缝,取得了显著的增产效果。     

裂缝密度反演的页岩储层地应力地震预测方法及应用

页岩储层地应力地震预测法通常运用弹性参数计算水平应力差异比（DHSR）,但是存在不足：一是预测方程中含有各向异性参数（裂缝柔度）,不容易求取,造成地应力预测难度较大;二是预测方程中的杨氏模量、泊松比等参数是由间接反演求取的,精度较低,难以满足页岩气地质工程一体化的要求。为此,提出了基于裂缝密度反演的页岩储层地应力地震预测方法。建立了基于杨氏模量、泊松比和裂缝密度的纵波方位各向异性AVO方程直接反演弹性参数,推导了由泊松比和裂缝密度表示的DHSR公式。根据井数据进行页岩储层各向异性岩石物理建模,并开展叠前方位各向异性反演,利用反演的泊松比和裂缝密度估算DHSR,运用DHSR评价页岩储层的地应力特征。应用实例表明：DHSR越小,水力压裂会产生不同方向的正交复杂裂缝网,可以更好地改造储层的物性和渗流通道,储层改造体积越大,越利于储层压裂;DHSR越大,水力压裂会产生平行于水平最大主应力的非正交平面裂缝,形成孤立裂缝,不利于体积改造。同时,DHSR预测结果与现有的测井地应力计算、压裂监测及产量测试等结果的一致性很高,并且符合地质认识,说明了所提方法的有效性和可靠性。     

基于测井资料的地应力评价现状及前景展望

在大量致密气藏地应力测井评价基础上,从地应力方向评价、地应力大小计算、地应力评价主要验证技术3个方面介绍了利用测井资料评价地应力研究的现状。分析影响地应力评价精度的5个问题:准确判定裂缝性质、水平附加分量确定、岩石力学参数的实验确定、应力集中的尺度及其对压裂的影响、井周岩石完整性对井壁应力集中的影响。认为测井资料地应力评价的未来研究方向为工程设计优化、水力压裂预测与控制、应力场数值模拟及裂缝预测。     

基于地震反演技术的地应力建模方法在江汉新沟嘴组页岩油中的应用

江汉盆地新沟嘴组页岩油地质评价资源量为3.6×10⁸ t,具有良好的勘探潜力,其中地质评价Ⅰ类有利区陈沱口凹陷有多口井在新沟嘴组新下段Ⅱ油组泥质白云岩中获得油流。由于页岩油井通常采用“水平井+分段压裂”工艺实现经济开采,因而地应力研究对该区水平井储层压裂改造具有重要的意义。三维地应力建模研究的核心问题在于提升井间地应力预测效果,传统的有限元方法由于方法本身的限制,井间预测效果较差,有必要利用地震资料反演技术来提升井间地应力预测的效果。针对该区页岩层矿物组分多、局部发育硫酸盐岩、地应力条件复杂的问题,首先对新沟嘴组页岩层开展基于实验室测量值约束的精细测井评价,其结果与岩心全岩X衍射测量结果吻合;在此基础上,选择自相容近似地震岩石物理建模流程,对目标层的弹性参数进行了正演模拟,正演结果与实测曲线基本吻合。然后,基于地层压力、实验室测量的岩石力学性能参数和测井解释结果,依据不同岩性的动静态关系,采用有效应力比值和构造应变法计算井的地应力参数。最后运用基于地震叠前反演技术的三维地应力建模方法,使用与一维地质力学建模相同的相关性和参数约束,建立了新沟嘴组页岩油的三维地应力模...     

超低渗油藏井中微地震监测技术原理及应用

本文简要介绍了井中微地震监测技术的基本原理,施工选井原则和数据处理方式及流程。根据微地震监测结果,分析井中微地震监测技术在超低渗油藏储层压裂监测、地应力方向识别、储层压裂改造方式评价、水驱前缘监测、剩余油分布预测、检查井部署、注采井网优化等方面的应用,认为井中微地震监测技术是提高采收率,指导油藏高效开发的有效技术手段之一。     

涪陵地区页岩气层地震预测技术在水平井压裂评价中的应用

近年来涪陵地区页岩气的开发实践表明,页岩气水平井压裂改造的好坏是影响压后产能的重要因素。因此,为提高产能,压前或开发方案编制时对目标区进行压裂评价,压后对目标区各井压裂参数的差异进行压裂对比显得尤为必要。利用构造研究及地球物理预测成果,从构造特征、裂缝预测特征、地应力特征及地层脆性特征四个方面对水平井压裂目标区进行评价分析,其中构造特征和裂缝预测特征主要是对水平段区域目的层的原生裂缝进行预测,包括裂缝的尺度、数量及规模等,地应力特征及地层脆性特征主要是对地层压裂改造后次生裂缝发育的难易程度进行预测。该评价分析方法在涪陵地区页岩气层压裂开发过程中取得了较好效果。     

川西低渗气藏单井地应力计算方法综合研究

四川盆地新场气田是一个低孔低渗的裂缝性砂岩气田，储层物性差，自然产能低，需经压裂后才能投产，压裂后气井增加的产能与压裂的效果密切相关。提前认识储层当前地应力的特征，有助于压裂设计时确定裂缝产状、缝长、缝宽等参数，减少储层水力压裂改造的盲目性，降低中、低渗透油气田开发的风险。通过大量测井资料的计算，确定了新场气田储层地应力的大小和方向，并综合采用微地震测量、岩石声发射资料、古地磁等岩心测试资料和水力压裂等多种方法进行交互验证，各种方法求得的地应力特征十分相近，说明利用测井资料求取储集层地应力原理简单，计算结果符合实际的地应力特征，是一种低风险研究计算储层地应力特征的方法，可以用于指导低渗透油气田的井网部署和储层的单井压裂改造。     

涪陵页岩气田一期产建区地应力场预测研究

涪陵页岩气田五峰组一龙马溪组页岩气水平井采用大规模水力加砂压裂方式进行开发。而现今地应力大小及方向的变化,会直接影响水平井井位部署与压裂效果。以涪陵页岩气田一期产建区为研究范围,开展页岩层段现今地应力场预测,为水平井井位部署、轨迹优化以及压裂设计提供依据。通过单井地应力建模,分析地应力的方向,建立岩石力学参数模型,预测三轴向地应力大小,分析工区纵向地应力分布特征。结合地震高精速度场计算,开展三维地应力场大小和方向的预测,最终得到地应力场空间分布特征,明确研究区东北部高压区为气藏富集区域、地层可压裂性强,是开发最优区域。     

新场气田地应力特征综合研究

压裂改造已成为低渗油气藏开采中不可缺少的环节，为了减少其盲目性，降低储层压裂改造与井网部署的风险，实现油气田的合理开发，必须对储层水力裂缝的形态进行比较准确的预测，而该种预测的前提是对储层当前地应力的充分了解。文章在新场气田地应力区域性背景特征研究的基础上，采用微地震、岩心测试、井下成像等方法综合确定气田目标层段的各地应力分量的方向，并采用声发射、水力压裂法、测井计算等方法综合计算目标层段的各地应力分量的大小值。各种方法计算地应力特征的结果十分相近，表明本次计算结果符合实际地质情况，可用于指导该区低渗油气田的加砂压裂优化设计和井网部署，最终提高低渗油气田的开发水平。     

页岩油气藏水平井井间干扰研究现状和讨论

低渗页岩储层难以自然形成工业油气流,常采用水平井和水力压裂建立人工缝网以保证商业化开采。然而,随着大规模加密布井和压裂,水平井间距缩小、储层改造体积增加,井间出现人工裂缝导致的干扰,影响邻井的井口压力和产量,甚至诱发井控、套损和支撑剂侵入等问题,严重时导致水平井报废,极大地影响生产效率。此外,老井亏空会导致储层地应力在原位地应力的基础上发生动态演化,形成复杂地应力状态,继而影响加密水平井和重复压裂井的储层改造效果,限制井平台产能表现。我国准噶尔盆地、四川盆地、鄂尔多斯盆地等地的页岩油气资源开发已进入小井距和加密布井阶段,井间干扰已对正常生产产生明显影响,急需开展针对性研究。本文对国内外页岩油气藏的井间干扰现象、机理以及诊断方法进行全面、详细的介绍,并提出干预对策。研究认为:准确表征与预测压裂水平井井间干扰需要在地质工程一体化的框架下展开;对天然裂缝、断层、原位地应力和储层岩石力学特征的准确认识是评价井间干扰的前提;地层亏空诱发的动态地应力和复杂人工缝网的建模与表征是定量评价井间复杂缝网交互与连通的关键手段,也是定量预测井间干扰对于井平台最终可采储量(EUR)影响的有效方法;关井、老井注液、重复压裂、优化井距和压裂优化都是干预或减小井间干扰的手段。     

河南中牟页岩气区块页岩储层压裂改造实践与认识

在地质、岩石力学以及地应力特征分析的基础上,对牟页1井进行了可压性综合评价,结果表明,有利因素为井页岩含气层岩石脆性指数较高、天然裂缝较发育,不利因素为地应力差异较大。针对储层地质和工程特点,确定了压裂方案;利用数值模拟,对压裂参数进行优化调整。根据压裂压力历史拟合分析及微地震监测结果可知,压后形成一定规模的复杂裂缝,改造范围较大,试气后获得1256m~3日产量,取得了河南页岩气勘查的重大发现,该区块具备较好的勘探前景。     

应用微地震数据估算地层原始渗透率和预测水力压裂后致密砂岩的产气量

油气井压裂作业的主要目的是在致密岩石中形成裂缝,提高其渗透率,从而改善油气开采的经济效益。由于裂缝的几何形状和所压裂地层的渗透率都会影响油气井后续的生产,这些因素的评价对致密气田的开发非常重要。在压裂作业过程中采集的微地震资料通常用于确定裂缝的形状和方位,文中说明这些数据还可以用于定量评价地层的渗透率。我们探讨了两种估算渗透率的技术,这两种技术对注入流体流动有着不同的假设,而且所利用的微地震资料信息也不一样。这些技术在美国怀俄明州Pinedale气田4口井的水力压裂微地震资料中得到了应用。在微地震资料品质有保障的情况下,利用所获得的渗透率预测20级压裂作业后的产气量。采用这两种方法得到的预测结果与生产数据进行了对比,根据对比结果确立了使Pinedale气田生产井的动态得以改善的产层特征和水力裂缝特征。     

库车坳陷深层裂缝性砂岩气藏可压裂性评价

库车坳陷深层裂缝性砂岩气藏经历强挤压构造变形,储集层地应力高,且各向异性强,同时天然裂缝广泛发育,作用于天然裂缝面的地应力严重影响了储集层渗透性能和流体的流动。为优化气井压裂工程方案,从储集层地应力场、裂缝剪应力与有效正应力之比、岩石脆性及断裂韧性等4个方面,对库车坳陷深层裂缝性砂岩储集层可压裂性进行了评价。根据岩石力学实验、地应力场建模及天然裂缝剪切变形能力对压后产能的影响分析,建立了一种适用于高应力背景裂缝性砂岩储集层的可压裂性指数评价模型。相对基于岩石脆性和断裂韧性可压裂性评价模型,其更多考虑了现今地应力场和天然裂缝对压裂效果的影响,对高应力背景裂缝性致密储集层井间和层间压裂难易程度反映更敏感,可用于压裂段优选、射孔位置确定、注入压力选择、泵注程序优化等。可压裂性评价技术在库车坳陷气井中成功应用30井次,为需要储集层改造气井的定量化压裂方案优化提供了依据。     

开展地应力岩石Kaiser效应测试技术改造低渗透储层

地应力状态不仅影响和控制着压裂形成的支撑裂缝,而且与施工的排量和压力等有密切关系。文中从地应力与压裂施工设计的关系和地应力测量研究方法入手,分析用单轴压机和三轴压机对岩石Kaiser效应的试验方法,评价为：三轴压机装置既能研究岩石的声发射特征,又能对其应力－应变关系进行研究。对引进的MTS多功能岩石力学仪的结构和技术难点进行分析。提出开展地应力测试技术研究能对四川低渗透油气藏改造有积极的作用。     

页岩地层的破裂压力地震预测方法

在油气勘探开发过程中,地层破裂压力的有效预测对于评价井壁稳定性、设计安全钻井方案、压裂施工等方面有着重要作用。探讨了页岩地层的破裂压力地震预测方法:首先针对页岩地层具有强各向异性的特点,基于黄荣樽地层破裂压力预测模型,利用各向异性应力耦合因子,建立了更为全面的页岩各向异性破裂压力预测模型;其次根据岩石强度参数计算模型,利用反演得到的弹性参数和物性参数估算地层的抗压强度和抗张强度;采用基于波阻抗的地层压力预测方法获得地层的孔隙压力和上覆岩层压力;最后基于页岩各向异性破裂压力预测模型实现了页岩地层的破裂压力地震预测。将该方法应用于我国西部某页岩工区实际资料处理,得到了整个工区连续的地层破裂压力预测剖面,为该区面向靶区的钻井和水平井设计及压裂施工提供了可靠的参考依据。     

非常规油气层压裂微地震监测技术及应用

介绍了微地震监测技术的原理和处理流程,分析了微地震监测技术在非常规油气储层压裂改造过程中的具体作用,实例应用表明,微地震监测技术在大型水平井多级压裂过程中发挥了非常重要的指导作用。     

利用测井资料分析计算东海平湖油气田地应力

利用测井资料研究平湖油气田的地应力,对平湖油气田低渗透储层压裂、钻井和开发都有重要意义。文中利用密度、自然伽马、交叉偶极横波测井等资料,对平湖油气田地层的岩石力学参数(泊松比、弹性模量、体积模量、剪切模量、抗压强度、抗剪强度和抗张强度)进行了计算;为确定地层压力和构造应力系数,借鉴前人的研究成果,分别应用黄氏和葛氏地应力计算模型,建立平湖油气田地应力计算方法,并通过岩心差应变法地应力实验验证了该方法的准确性;采用基于XMAC-Ⅱ快横波方位法确定的平湖油气田的地应力方向,与岩心波速各向异性法及黏滞剩磁法地应力实验确定的地应力方向吻合较好。     

通过改变近井地应力场实现页岩储层缝网压裂

体积压裂是对非常规储层进行高效改造的最主要手段之一,目前国内外对于体积改造技术的关注多集中在对水平井分段多簇压裂的优化方面。在深入分析诱导应力的计算方法及其对处理区域动态应力场形成所起到的决定性作用基础上,提出了通过控制诱导应力实现垂直于井筒方向缝网形成的方法。在压裂中,依靠原始地应力资料有目的地设计第1次压裂,产生需要的诱导应力,从而在第2次压裂中形成网状裂缝,这种通过改变近井地应力来实现缝网的方法在实际应用中取得了较好的效果。依据不同类型页岩储层特点进行优化设计和配套工艺改进,对非常规储层的体积改造具有重要意义。