地层破裂压力计算模型及分析

针对目前地层破裂压力预测方法存在的局限性,通过统计分析表明1.5倍静水柱压力和2.2倍静水柱压力可作为预测地层破裂压力的参考值,储层垂直深度与地层破裂压力在3000m上下呈现不同关系特征,并引入地层压力系数参数和非线性回归方法共建立了三种地层破裂压力计算模型,经实例证实计算模型具有可信性。模型只需平均地层压力和储层垂直深度参数,满足油藏方案设计和施工精度要求,简单易行,现场实用性较强。     

地层破裂压力测井预测的统计模式研究

目前计算地层破裂压力的理论模型或公式较多，但缺乏能直观反映地层破裂压力随测井计算的岩石力学参数变化的统计模型。该文基于地层破裂压力与岩石力学参数的关系，优选出对地层破裂压力影响较大的杨氏模量、体积弹性模量、泊松比及深度等四个参数作为建立统计模型的输入变量。同时利用BP神经网络和多元回归分析法对碳酸盐岩地层实测破裂压力数据进行统计建模和预测研究。结果表明，多元回归模型形式简单直观，易于使用，但精度不高；而BP神经网络模型复杂，建模较难，但预测的地层破裂压力误差小，精度高。两种统计模型都不失为预测地层破裂压力的可行方法。     

地层破裂压力测井预测的统计模式研究

目前计算地层破裂压力的理论模型或公式虽较多,但缺乏能直观反映地层破裂压力随测井岩石力学参数变化的统计模型。基于地层破裂压力与岩石力学参数的关系,优选出了对地层破裂压力影响较大的杨氏模量、体积弹性模量、泊松比和深度等4个参数作为建立统计模型的输入变量。同时利用BP神经网络和多元回归分析法对碳酸盐岩地层实测破裂压力数据进行统计建模和预测研究。多元回归模型形式简单直观,易于使用,但精度不高;而BP神经网络模型复杂,建模较难,但预测的地层破裂压力误差小,精度高。两种统计模型都不失为预测地层破裂压力的可行方法。     

裂缝性低渗透砂岩油藏合理注水压力——以鄂尔多斯盆地安塞油田王窑区为例

以鄂尔多斯盆地安塞油田王窑区长6油层为例,利用相似露头、岩心及测井资料,在评价天然裂缝发育特征的基础上,求取了不同组系裂缝开启压力及地层破裂压力,分析影响裂缝开启压力的各种因素,进而探讨如何合理确定低渗透油藏注水压力界限。安塞油田王窑区长6油层以发育高角度构造裂缝为主,其主要方位依次为NEE-SWW、近E-W、近S-N和NW-SE向,不同组系裂缝开启压力差异较大,主要受埋藏深度、裂缝产状、孔隙流体压力及现今地应力等因素影响。合理注水压力的确定要根据各井组天然裂缝发育情况。在不发育天然裂缝的井组,注水压力不应大于地层破裂压力,避免地层发生大规模破裂而形成裂缝型水窜通道;对于发育天然裂缝的井组,若裂缝开启压力小于地层破裂压力,合理注水压力界限不应大于裂缝开启压力,以防止裂缝大规模开启和延伸;若裂缝开启压力大于地层破裂压力,则要以地层破裂压力厘定合理注水压力,以防止地层发生新的大规模破裂。     

螺旋射孔参数对地层破裂压力的影响

水力压裂中一般都会进行射孔作业,而螺旋射孔是目前油气开采中常用的一种射孔工艺。建立"套管-水泥环-地层"的三维分层有限元数值模型,结合某油田的实际地应力情况及射孔数据运用单一变量理论,分析了螺旋射孔各参数对地层破裂压力的影响:1射孔密度和射孔方位角对其影响较大。地层破裂压力随射孔密度的增加而降低,而随射孔方位角的增加而增加。射孔时,尽量选取高孔密、低方位角射孔。2射孔深度和射孔孔径对地层破裂压力影响不大。地层破裂压力随前者的增加而降低,随后者的增加而增加。3射孔相位角对地层破裂压力的影响呈波动状,应尽量选取45°相位射孔。     

高渗孔隙性地层破裂压力解释模型

地层破裂压力是钻井液密度确定、井身结构和压裂设计施工的基础数据.孔隙性地层的渗透性具有较强的应力敏感性,井筒流体的流体力学特性及泵入排量影响井周地层渗流压力和地层应力分布,从而决定着井筒流体渗入地层的流量和沿程摩阻.考虑应力敏感性渗流对井口记录的破裂压力的影响,建立了孔隙性地层破裂压力的解释模型.该模型能成功利用压裂资料解释破裂压力,为地应力解释打下基础.     

高温高压地层破裂压力预测方法

准确预测地层破裂压力是安全快速钻井的前提.国内外学者提出了多种预测地层破裂压力的方法,但考虑温度和渗流作用对破裂压力影响的模型还没有得到广泛应用.通过研究,给出了温度和渗流引起的附加破裂压力的计算方法,建立了综合考虑温度及渗流影响的高温高压地层破裂压力计算新模型,并编制了高温高压地层破裂压力预测软件.应用该软件进行了实际预测,结果表明:高温高压地层破裂压力预测新模型可为工程设计提供高精度的参数,对实际钻井完井过程具有重要的指导意义.     

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。     

随钻地震技术在莺歌海盆地高温高压地层钻井中的应用

南海莺歌海盆地高温高压地层的钻井安全风险较高,为降低钻井风险,需要准确预测高压地层的压力和深度。为此,在预探井DF-X1井钻井过程中研究应用了随钻地震技术,利用随钻地震数据获得时深关系和地层层速度,实时更新钻头在地震剖面中的位置,确定钻头前方高压储层的深度和地层压力系数。在DF-X1井实钻过程中,应用随钻地震技术准确预测了高压储层A1砂体的地层孔隙压力系数、破裂压力系数和深度,高压储层A1砂体的预测深度与实钻深度相差仅6.00 m,确保了?244.5 mm套管成功下到高压储层上部的泥岩中,确保了?212.7?mm 井段的安全压力窗口;A1砂体孔隙压力系数和破裂压力系数的预测精度分别达到3.0%和1.0%,确保了该探井的顺利完钻。研究结果表明,随钻地震技术可以准确预测地层压力和高压储层深度,能有效降低钻井风险,提高作业效率。      

北大港油田注采压力体系研究

本文通过埋藏深度从６０２ｍ至４０３０．８ｍ的北大港油田８个开发区原始地层压力，地层温度，饱和压力，注水泵压，地层破裂压力，以及出砂界限等纵向变化特征，研究地层压力保持界限，合理生产压差和注水压差的纵向分布规律。     

新型预测地层破裂压力模型及其应用

新的预测地层破裂压力模型与国内外现有的模型不同,它是采用静力学分析建立的;考虑了上覆岩层压力、地层孔隙压力、构造应力和岩石抗拉强度等因素对地层破裂压力的影响。但是,必须将动态弹性参数转换成静态弹性参数,才能用测井资料估算地层破裂压力。     

深水钻井司钻法压井过程中立管压力和地层受力变化规律

深水钻井地层破裂压力低、钻井液密度窗口窄,溢流时采用司钻法压井,往往未控制溢流却又诱发井漏事故。因此采用深水司钻法压井时地层受力显得尤为重要。考虑节流管汇影响,利用流体动力学,建立了深水钻井司钻法压井立管压力和地层受力计算模型,分析了深水司钻法压井中立管压力和地层压力变化规律,给出了司钻法压井过程中累计泵入长度对应的立管压力、套压、地层受力变化曲线,结合地层破裂压力极限值,确定压井过程中最优压井排量。对于压井排量和钻具组合相同的情况,司钻法压井时,套管鞋越深,套管鞋处地层受力越大;深度大的套管鞋位置出现最大压力时间要早于深度小的套管鞋位置;当天然气柱顶部达到井深某处时,某处地层受力最大;当天然气柱顶部达到井口时,套管压力最大,并且地层受力最大值总是早于套管压力最大值。     

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利用测井信息准确地计算碳酸盐岩地层的破裂压力难度较大。文章在对现有的各种地层破裂压力计算模型进行分析评价之后，根据三向地应力模型和岩层破裂机理，结合碳酸盐岩地层的低孔、各向异性、非均质性和岩石力学特性及测井响应特征，提出了一种适合于碳酸盐岩剖面的地层破裂压力的测井预测新模型，并重点研究了模型中各参数的提取方法。利用该模型及其解释程序对川东地区DKH构造DU4井等的碳酸盐岩井段的测井资料进行了地层破裂压力预测处理。应用表明，该法从测井信息中提取的碳酸盐岩地层破裂压力是可靠的，且精度较高、实用性强，可以用于指导碳酸盐岩地层钻井液密度的设计与选择合理的压裂施工压力。     

一种估算碳酸盐岩地层自然破裂压力的新方法

准确预测地层自然破裂压力是防止井壁失稳、实现科学钻井的必要条件。本文针对碳酸盐岩地层破裂压力预测相对较难这一问题,提出了一种利用视上覆岩层压力来估算地层自然破裂压力的新方法,重点讨论了在碳酸盐岩剖面中如何构建视上覆岩层压力模型,以及利用漏失测试资料和密度测井曲线确定模型参数的问题。利用所构建的地层自然破裂压力方程对川东6口井的飞仙关组碳酸盐岩剖面裂缝-孔隙型储层的地层自然破裂压力进行了预测,结果表明该法对碳酸盐岩地层自然破裂压力预测精度较高,效果良好,具有一定的实用性。     

孔隙压力变化对地应力的影响研究

在开发井的生产过程中,地层孔隙压力降低的同时,地层的破裂压力也在降低,这是由地层孔隙压力的变化导致地应力,特别是两个水平主地应力产生了变化引起的.推导出了两个水平主应力随地层孔隙压力变化的理论公式和地层破裂压力、坍塌压力的预测公式,计算了大港油田马东区块开发前后的两个水平主应力、地层破裂压力、坍塌压力,证明了这些公式的可靠性.     

深水盆地高温高压环境下的地层压力预测方法

目前,应用于南海琼东南盆地深水高温高压地区地层压力预测的方法主要为测井法、经验公式法、地震法等,由于其局限性及该区勘探对象的复杂性,致使应用效果不佳。为了提高该区地层压力预测的精度,在分析常规经验公式法原理和考虑区域压实背景多样性的基础上,结合已有的钻井资料,建立了不同区域、不同构造的正常压实速度趋势线,拟合速度与深度的关系,计算孔隙压力,形成了新的常规经验公式法(以下简称新方法);在Stephen公式的基础上,通过引入地层抗张强度、分段选择泊松比取值,计算了地层破裂压力。研究结果表明:(1)所建立的正常压实速度趋势线不需要对目标区内的岩性做出判断,可直接对目标区地层正常压实范围内的压实速度进行拟合;(2)当达到一定的地层深度后,纵波、横波速度比和泊松比基本上不受深度的影响,泊松比的这一特性可被用于分段计算破裂压力;(3)新方法预测的地层压力系数绝对误差小于0.07、相对误差小于5%。结论认为,基于新方法开发的压力预测平台可用于南海相关深水盆地高温高压环境下的地层压力预测,预测结果误差范围小、精度高,满足了设计要求、提高了工作效率,具有良好的应用前景。     

TIV地层水平井破裂压力计算新方法

准确计算地层破裂压力是致密油水平井压裂成功的关键,但常用的地层破裂压力计算模型忽略了地层各向异性的影响。利用鄂尔多斯盆地X233区块延长组长7段岩心开展各向异性岩石力学实验,优选适用于该地层的各向异性抗拉强度计算准则。基于最大张应力准则,考虑TIV地层各向异性和井眼方位等影响,建立层理型致密砂岩水平井破裂压力的计算新模型,通过测井数据计算获得连续的水平井破裂压力剖面。计算结果与现场水力压裂得到的地层破裂压力数据的相对误差为5.3%,表明建立的破裂压力预测模型合理可靠,能够提高地层破裂压力的计算精度,可为水平井压裂设计和施工提供重要的决策依据。     

裂缝性地层射孔井破裂压力计算模型

水力压裂是提高低渗透油气藏采收率的重要技术手段,准确地预测压裂井的破裂压力是水力压裂成功实施的关键步骤。目前的破裂压力计算模型基本都是针对均质地层,对于裂缝性地层破裂压力的预测计算一直是个非常复杂的问题。受地层天然裂缝的作用和影响,在裂缝性地层射孔井中水力裂缝可能会发生3种破裂模式,分别为沿孔眼壁面岩石本体破裂、沿天然裂缝剪切破裂和沿天然裂缝张性破裂。基于弹性力学和岩石力学理论,结合天然裂缝与孔眼相交的空间位置关系,考虑水力裂缝可能发生的3种破裂模式,建立了裂缝性地层射孔井的破裂压力计算模型。实例计算表明,所建立的计算模型能用于准确计算裂缝性地层射孔井的破裂压力,同时也能用于解释裂缝性地层近井地带多裂缝形成机理。     

地层孔隙压力与破裂压力的计算方法

孔隙压力与破裂压力同地层孔隙度和矿化度有关。地球物理测井可以探测孔隙度和矿化度的变化,从而可计算出地层孔隙压力与破裂压力的大小。这两个压力参数的主要用途是:预测海洋和陆地探井与开发井超压地层,合理、经济地选用钻井泥浆比重,保证安全钻井;控制固井质量,预防油气套管环形空间油气水窜流;估计地层破裂压力,指导套管程序和压裂设计,降低钻井成本;监视油气井地层压力变化,合理开发与科学管理油气田;预测超压地层下顺未被钻开的地层是否有工业性油气藏存在等。同时为了评价油气层,测井解释本身也需要知道地层孔隙压力。把测井计算的地层孔隙压力与破裂压力应用到石油与天然气勘探开发领域中去,不仅扩大了测井的工程与地质应用范围,而且具有极大的科学价值和经济意义。美国海湾油田使用地层孔隙压力与破裂压力指导钻井活动,结果节省钻井费用三分之一左右。本文主要讨论用测井计算地层孔隙压力与破裂压力方法的理论基础,供同志们参考。     

压力衰竭地层中水平井段的破裂压力

分析了岩层地应力随地层压力衰减的变化，讨论了压力衰减及泥浆滤波渗入地层对地层破裂压力的影响，建立了压力衰竭地层中水平井段地层破裂压力的分析模型。结合大港油田官９０５断块的地质条件，估算了大港油田官Ｈ－１水平井段的地层破裂压力，对现场施工有一定的指导意义。