异常高压会压裂地层吗？

异常高压地层是指压力系数大于1.2 的地层。文中研究了异常高压能否压裂地层的问题,结果发现,由于孔隙之间压力的压制作用,仅靠内压的增大不能在地层中产生裂缝,地层中的裂缝都是由于外压的改变导致的。异常高压地层的岩石通常十分致密,岩石压缩系数不可能像人们通常认为的那样很高,而是很低。     

欠压实作用下地层异常压力定量评价方法及应用

目前以欠压实理论为基础的地层压力预测方法本质上均属于经验模型,不具备通用性,且预测精度受多方面因素制约。为此,从岩石孔隙体积与流体体积角度开展了异常地层压力的定量研究。根据多孔介质弹性力学理论,考虑温度、应力、流体成分、深度变化等因素,建立了欠压实作用下地层异常压力及压力系数的定量评价模型。该模型适用于欠压实作用为主要成因的异常地层压力评价,具有较高的精度。模拟计算结果表明：欠压实作用下地层压力增大,但由于埋深增大,压力系数可能增大、不变或减小,埋深增大对压力系数的影响不容忽视;欠压实作用既可形成异常高压也可形成异常低压;地层压力及压力系数的变化与流体和岩石的物理性质、地层深度增量及初始深度有关;流体的压缩系数、地层深度增量的影响较为显著,其他因素的影响相对较弱。研究成果突破了前人对欠压实作用与异常高压关系的认知,丰富和发展了欠压实理论。     

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。      

碳酸盐岩气藏中流体密度对压力系数的影响

油气藏形成异常高压的地质条件大体上包括:压实与运移、构造运动、地温及烃类转化、成岩后生作用等因素。四川东部地区的碳酸盐岩地层,由于油、气、水的密度差异很大,因此形成异常的高压气藏。本文从这方面详细地讨论了由此造成的压力系数在气水层的变化规律及其影响因素,根据理论和实际资料得出气藏压力系数与井深呈似双曲线关系,并且气层压力系数变化率明显大于水层,井口高差对压力系数的影响比气藏部位的影响更大,还指出了压力系数在平衡钻井及试采中的注意事项。     

北大港油田注采压力体系研究

北大港油田原始压力系数随油藏埋藏深度增加而增大，８个开发区埋深为６０２－４０３０．８ｍ压力系数由１．０增至１．４５。埋深大于２３００ｍ时，压力系数为１．０，属常规压力系统；大于２３００ｍ时为异常高压区。地饱压差、破裂压力亦存在同样变化趋势。对具体开发区而言，保持较高地层压力，不但有较高的有效渗透率，而且泵效也高。鉴于此，中浅层油藏地层压力保持在饱和压力以上，主力油层则保持在原始压力附近；马西等深层     

碳酸盐岩地层异常压力随钻监测关键问题探讨——以川东北飞仙关组和长兴组地层为例

在碳酸盐岩地层应用欠压实原理,会使异常压力随钻监测成为威胁钻井安全的一道难题。为了解决该类地层异常高压随钻监测理论、异常高压识别、监测模型选择等关键问题,以川东北飞仙关组和长兴组地层实测压力的纵深分布特征为基础,通过与东营凹陷碎屑岩地层压力分布特征对比,指出基于上覆压力梯度的地层压力随钻监测方法并不适用于碳酸盐岩地层。在理论探讨的基础上,从岩石成分及应力敏感性角度,解释了硫酸盐热化学还原反应和构造挤压是造成高压地层与常压地层识别标志差异的主要原因。孔隙型碳酸盐岩地层和裂缝性碳酸盐岩地层的压力演化历程不同,其监测模型也不同,为此对压力监测模型中的孔隙与裂缝识别、气层和水层识别给出了具体的区分方法。上述几个关键问题的探讨,有助于提高对碳酸盐岩地层异常压力的认识与预测监测水平。      

纵波速度在碳酸盐岩地层压力评价中的方法探讨

准确解释地层压力是钻井工程的基础。碳酸盐岩纵波速度变化不明显,在异常高压地层仅存小幅波动。基于Biot理论,建立了由岩石骨架和孔隙流体两部分组成的纵波速度方程。研究表明,纵波速度的小幅波动由地层压力变化引起,可用孔隙流体对纵波速度的贡献部分表征。利用小波变换方法对纵波速度进行分解,提取高频系数及孔隙流体对纵波速度的贡献部分,识别异常高压地层和建立地层压力评价模型。利用该方法对川东北地区碳酸盐岩地层压力进行了评价,并与实测值进行对比,证实该方法是可行的。     

川北高压异常油藏储层岩石应力敏感性及对开发的影响

川北油田是一个高压异常油藏,地层压力系数大于1.40。在衰竭式开发条件下,其开采机理及特点不同于常压油藏,因此,研究高压异常油藏储层岩石应力敏感性及其对开发的影响意义重大。研究结果表明,川北油田储层岩石渗透率随地层压力的下降而降低,当储层压力降低23%时,对渗透率伤害率高达72.4%～74.0%;弹性能量大、弹性采收率高达6.97%;由于储层岩石应力敏感性强,油井产能下降幅度大,应力敏感性对川北油田的开发影响大。     

川北高压异常油藏储层岩石应力敏感性及对开发的影响

川北油田是一个高压异常油藏，地层压力系数大于1.40。在衰竭式开发条件下，其开采机理及特点不同于常压油藏，因此，研究高压异常油藏储层岩石应力敏感性及其对开发的影响意义重大。研究结果表明，川北油田储层岩石渗透率随地层压力的下降而降低，当储层压力降低23％时，对渗透率伤害率高达72.4％～74.0％；弹性能量大、弹性采收率高达6.97％；由于储层岩石应力敏感性强，油井产能下降幅度大，应力敏感性对川北油田的开发影响大。     

异常高压储层渗透率变化系数的求取方法

储集层岩石骨架及其中的流体共同承担了上部负荷的压力，随着开发过程中流体采出，流体压力逐渐降低，作用在岩石骨架上的应力相应增加，压缩岩石发生形变，并随着应力不断增大，形变由弹性逐渐向弹-塑、塑性过渡，最终引起渗透率变化。常压油藏由于变化值较小，通常假设：储集层的渗透率与压力无关，然而异常高压油藏由于应力的增加较正常地层压力大得多，导致渗透率随地层压力下降而剧烈降低，渗透率变化系数是重要的特性参数。研究了异常高压油藏稳定渗流规律，指出：在异常高压情况下，附加了一个受渗透率变化影响的产量降低项，通过生产及测试数据绘制的油井指示曲线，在井底流压高于饱和压力时，曲线也要发生弯曲。同时建立了利用系统试井资料求取渗透率变化系数的方法，并对油田实例进行了计算，证实该方法具有一定的实用性。     

考虑三向应力作用的渤南泥页岩地层坍塌压力

渤南区块罗家地区沙三储层以泥页岩为主,泥页岩厚度大、分布广,有机碳含量高,富含油气。但是该组地层微裂缝发育,岩石强度各向异性明显,加上水化作用影响,水平井钻井过程中井壁稳定问题突出,使用传统坍塌压力预测模型不能有效计算泥页岩储层的坍塌压力,普通考虑弱面的分析模型通常忽略了中间主应力对岩石强度的影响,预测结果也不如意。在对罗家地区泥页岩矿物成分和微裂缝分布情况分析的基础上,基于弱面强度理论,综合考虑三向应力的影响,建立了更精确的坍塌压力预测模型。实例分析表明,对于该区域的泥页岩钻井,一味地增大钻井液密度并不能保证井壁稳定,该区块岩石碳酸盐矿物含量较多,原始强度较高,且地层孔隙度低,如果使用控压钻井,使井底压力略低于地层压力,可增加岩石强度,增大井壁稳定性,并降低钻井成本,增加钻速。      

各向异性地层中斜井井壁失稳机理

深部层理性地层井壁稳定性必须考虑地层物理力学性质的各向异性,然而目前井壁稳定设计方面仍粗略地将其近似为各向同性体,使得预测的维持井壁稳定的坍塌压力和破裂压力不能满足安全钻井的需要。笔者在研究层理地层岩石力学特性的基础上,获得了一种考虑地层方向特性的井壁围岩应力分布公式,分析了横观各向同性地层的井壁应力分布特征,建立了新的斜井地层井壁稳定分析模型。研究结果表明,岩石的弹性模量、地应力和地层倾斜度的变化对井壁围岩的应力分布和坍塌、破裂压力均会产生影响,克服了常规各向同性井壁稳定分析模型不能准确预测层理性地层斜井井壁稳定的难题。因此在钻井施工设计当中,须根据地层特性选择合适的分析模型,以更好地指导现场实践。     

延长气田石千峰组与石盒子组井壁失稳机理的研讨

延长气田钻进石千峰组与石盒子组过程中经常发生严重井塌。通过对该气田地应力、坍塌地层岩石力学性能、矿物组分、理化性能的测定,地层3个压力的计算,钻井液抑制性、封堵性、浸泡时间对岩石强度及坍塌压力的影响实验研究,以及对测井资料和已钻井资料的综合研究分析,揭示了该气田钻井过程井壁失稳的机理,为解决该气田井壁失稳技术难题提供理论依据。分析得出井壁失温的潜在因素有:地层属于强硬脆性地层,具有在远低于峰值应力的状态下进入扩容状态的特征,压力波动易导致井周微裂缝扩展、交汇,形成不稳定的高渗带;该气田不存在强构造应力,但存在扭转,地层裂缝发育;地层属于晚成岩期,泥岩泥质含量高,弱分散,中强膨胀,需加强钻井液的抑制水化膨胀作用。井壁失稳的主要原因为:钻井液密度低于地层坍塌压力的当量密度,空井时间过长时会造成坍塌压力增高,进一步加剧井塌;现场所使用的钻井液的封堵性不良,在井壁与微裂缝相交的界面上不能形成有效的封堵。     

基于流体声速的碳酸盐岩地层孔隙压力求取方法

碳酸盐岩地层具有非均质性强、孔洞与裂缝发育和岩石骨架刚度较强的特点,以正常压实理论为基础建立的地层孔隙压力求取方法不适用于碳酸盐岩地层,为此,进行了碳酸盐岩地层孔隙压力求取方法的研究。碳酸盐岩岩样声速试验和理论分析发现,不同孔隙压力下的碳酸盐岩纵波速度变化主要是由孔隙流体纵波速度变化引起的。利用小波变换法提取和放大孔隙流体纵波速度小幅波动对岩石纵波速度的影响关系,确定碳酸盐岩地层的异常压力层,并与实测地层孔隙压力数据相结合,建立了碳酸盐岩地层孔隙压力预测模型,形成了基于流体声速的碳酸盐岩地层孔隙压力预测方法。应用实例表明,基于流体声速的碳酸盐岩地层孔隙压力预测方法可以预测碳酸盐岩地层的孔隙压力,误差小于15%,满足工程要求,为碳酸盐岩地层孔隙压力预测提供了一种新方法。      

柴达木盆地北缘中生界剥蚀厚度恢复

认为地层剥蚀厚度能否根据压实规律来恢复,其决定因素并非是新沉积层厚度是否大于剥蚀厚度;当不整合面以上新沉积层对不整合面以下老地层施加的压力大于被剥蚀地层(剥蚀前)对不整合面以下老地层施加的压力时,不整合面以下老地层的压实规律被破坏,无法用声波时差法恢复剥蚀厚度,否则可以恢复。据此,以用声波测井资料恢复的地层剥蚀厚度为依据,结合未被剥蚀地层厚度趋势延伸法、盆地构造演化分析法,对柴达木盆地北缘中生界剥蚀厚度进行了恢复,认为柴达木盆地北缘剥蚀量从西向东增大,昆特依坳陷和冷湖构造带的剥蚀量(约500m)大于其东部南八仙、鱼卡等地区(约100m),潜西—冷湖四号地区剥蚀量最大(最大可超过1400m)。图5参4(梁大新摘)     

克拉美丽气田火成岩天然裂缝漏失压力模型

克拉美丽气田火成岩地层发育裂缝,裂缝性地层中存在天然裂缝与孔隙或孔洞的复合结构,钻井过程中漏失压力与地层破裂压力差异较大。根据不同井段火成岩的裂缝—孔隙状态、裂缝开合、连通及充填情况,开展压力漏失机理研究,构建不同裂缝状态的漏失压力模型,依据地层孔隙压力、地应力等参数绘制分层漏失压力剖面,确定克拉美丽气田火成岩天然裂缝的压力漏失规律。研究表明,火成岩的闭合裂缝压力漏失受地应力控制,开启裂缝压力漏失受地层孔隙压力和充填状态影响。结合典型井的钻井参数,分析裂缝漏失压力在不同井轨迹下的变化规律,确定钻井液安全密度窗口,实现安全钻井。     

����������Һ���(T3x)��������ʶ

川西坳陷家河组（T3x）上、下盆结构性沉积重建,控制生储盖层发育和早期非构造圈闭。持续生烃和压实封闭是普遍超压的主因，现代地压状况是晚期构造改造的结果。须三段厚大生烃泥岩作为压力封隔，须二砂岩段可能蕴藏很大资源。本文建立了川西坳陷T3x成藏理论特征基础，用来预测气藏规模（Dg):Dg≈f(,E,d),f(S^FU!)，突出早期聚集与晚期构造相结合。主要矛盾是T3x储层普遍超致密化，关键在于晚期背斜的造缝能力。由于地史 中成藏、僵滞、重组等关系非常复杂，找到T3x大储量气田要下大功夫，必须在成藏理论和勘探技术两个方面都有实在的进展。     

LG地区提高超深井钻井速度的技术途径

LG地区侏罗系下部地层油气显示活跃,地层压力与显示强度在横向上差异较大并难以准确预测,岩石固有强度普遍低于气体钻井临界强度,井眼不稳定问题较为突出。为解决以上难题,利用测井手段并结合实钻资料分析了LG地区地层压力剖面特征、侏罗系地层气体钻井的井眼稳定性和主要钻井工程地质问题,提出如下技术措施：①合理控制气体钻井的深度,有效规避气体钻井的作业风险,提高气体钻井效率;②在侏罗系下部地层不适合气体钻井的层段,实施欠平衡钻井和PDC钻头复合钻井,来进一步提高超深井钻井速度。     

储层应力敏感实验评价方法的误差分析

目前国内外对低渗透储层岩石渗透率应力敏感性的评价方法主要是以岩心实验为主,而实验条件与实际地层条件有较大的差别。为此,运用岩石力学理论对储层上覆岩层进行力学分析,建立了储层开发过程中上覆岩石压力的计算方法,提出了储层上覆岩石压力修正系数。研究结果表明：目前关于储层上覆岩石压力的计算方法是按照流体力学的传压方式,适用于研究对象是流体或者研究区域无穷大,而实际储层之上的地层均为具有抗弯、抗剪能力的岩石,具有相互的约束力,并且气井在生产过程中压降漏斗是有限的,即上覆岩石压力是作用在限压力降区域,故而上覆岩石压力的计算公式存在较大误差,从而导致应力敏感评价误差较大;所提出的修正系数表示储层上覆岩层本身所具有的抗弯及抗剪强度,并对储层多孔介质的有效应力进行了修正;现行的实验过程中,岩石围压始终保持在一个恒定值并压在岩心上,这与实际地层情况不符,实验结果在一定程度上夸大了应力敏感的影响。