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。     

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。     

大位移水平井中用随钻地层压力替代电缆地层压力

大位移水平井中的实例证明了随钻地层压力(FPWD)替代传统钻杆传送的电缆技术的有效性.中东卡塔尔海滨的AlShaheen油田采用20 000～30 000 ft的水平井开发了一个砂岩层和两个碳酸盐岩储层,采用了径向驱井网和直线驱井网方式.第一年开展了11项FPWD工作,目前FPWD已是Al Shaheen油田地层压力测量的最佳方案.     

应用地球物理方法预测地层破裂压力初探

地层破裂压力预测对压裂工艺实施具有实用价值。本文就伊顿公式计算地层破裂压力梯度Gf=Gp+[σ/（1-σ）]（G0-Gp）中,上覆岩层压力、地层孔隙压力和泊松比的确定,尤其是运用声波时差地球物理方法和岩石中分散泥质含量经验公式求取泊松比σ作了探讨,并用夏16井实例所计算的地层破裂压力与实测值相比,绝对差值仅0.2MPa。证明了这一结果是可信的,其方法是可行的。通过夏18、夏36井破裂压力梯度计算,证实了断裂或构造位置对其控制作用,指明了克—乌断裂控制了各油藏的破裂压力梯度的变化。     

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。     

水平井分段压裂破裂压力计算

水平井分段压裂时,形成的初始裂缝会诱发井筒周围应力分布二次改变,产生诱导应力场。诱导应力场将会对后续裂缝起裂产生影响。在考虑原始井筒周围地应力分布状态的基础上,结合弹性力学理论和岩石拉伸破裂理论,建立了诱导应力场中井筒地应力分布模型和破裂压力计算模型。研究结果表明:诱导应力的大小和分布取决于裂缝间距、裂缝缝高及原始地应力。随着裂缝间距的增加,沿着井筒方向诱导应力逐渐变小;定间距时,随着裂缝高度的增加,破裂压力也随之增加;原始地应力分布与诱导应力场中破裂压力的变化规律无关,只决定着裂缝破裂压力增加的幅度。该结果对于优化水平井分段压裂设计具有一定的指导意义。     

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。     

修正Holbrook地层破裂压力预测模型

分析了地层破裂压力变化规律,对Holbrook提出的以孔隙度为基础的地层破裂压力预测模型进行了分析,指出Holbrook给出的破裂压力与孔隙度的关系较好地解释了井漏容易在疏松砂岩地层中发生的现象,但对高孔隙度地层不适用。基于“临界孔隙度”概念和岩石力学特性通用预测模型,对Holbrook地层破裂压力预测模型进行了修正,在某油田的应用取得较好结果。     

地层破裂压力设计曲线的确定

本文考虑了地层破裂压力剖面不连续的特点,提出了破裂压力剖面内包络线即设计曲线的观点。通过对国内外几种主要破裂压力模式的对比,着重于从地应力角度分析,提出根据统计水力压裂资料直接建立破裂压力内包络线即设计曲线的方法。其特点是统计得到的有效水平应力与有效上覆地层压力的内包络线呈正比例关系,这就为根据一层或几层薄弱层的水力压裂数据建立整个破裂压力剖面提供了可能。经渤南、桩西-五号桩和现河三地区验证,证明是可靠的。     

超低压水平井井壁稳定性研究与应用——以崖城13-1气田为例

在气田开发中后期的调整井钻井中,由于储层压力衰竭,会产生与常压或异常高压地层中不同的井壁稳定问题,主要体现在钻进中容易漏失,导致井下复杂情况或钻井事故。崖城13-1气田在开发10余年后,主力储层压力系数衰减为0.47左右,是典型的超低压力气藏。针对该气田储层压力衰竭情况,建立了调整井井壁稳定力学分析方法,对崖城13-1气田某大位移调整井压力衰竭后的坍塌压力、破裂压力和漏失压力情况进行了分析。计算结果表明,地层压力降低导致坍塌压力和破裂压力均有不同程度下降,使钻井中坍塌风险降低,漏失风险增加。因此,在压力衰竭储层段钻井液密度设计中需要以压力衰竭后的坍塌压力、破裂压力及漏失压力为参考。实际钻井情况表明,考虑压力衰竭条件下的井壁稳定性分析在崖城13-1气田水平井的应用取得了良好效果。     

从闷井压力反演页岩油水平井压裂裂缝参数和地层压力

页岩油压裂水平井投产前普遍先闷井,为快速评价体积压裂效果,提出基于页岩油藏闷井压力数据的压后评估方法。通过闷井数值模拟,表征压裂水平井缝网改造区域的压力扩散与流体运移规律,并建立闭合后线性流计算模型和裂缝储集控制数学模型,形成反演裂缝参数与地层压力的计算方法。结果表明,压裂停泵后改造区域依次经历井筒末段裂缝控制、全井段裂缝控制以及储集层基质控制下的9个流动阶段,其压降导数在双对数坐标下为不同斜率的多个直线段;应用于吉木萨尔凹陷4口典型页岩油水平井,证明了闷井压力数据能用于裂缝参数和地层压力反演,也验证了提出方法的适用性,可供评价压裂作业效果和优化平台井距借鉴。     

水平井水平段中压力分布及应用

对水平井水平段中的压力分布进行了研究，把流体从地层到水平井水平段起点的流动，分成地层沿水平井筒垂直方向的渗流和在水平段中的水平管流湍流两个流动阶段，得出压力、流量的二阶微分方程。通过相应的边界条件，对半无限长井筒的数学模型进行解析求解，得到水平段的压力分布，并对连续油管车所测的实际数据进行了分析。结合实际井例，说明水平段中的压降分布与产量分布具有相同规律，大部分分布于水平段近起始点的一段范围内。因此，在设计水平段长度时要据油藏性质确定合理的长度。     

低渗油藏裂缝对水平井产能影响的实验研究

利用实验方法分别研究了穿过水平井的裂缝长度、裂缝条数、裂缝间距和裂缝网络对水平井产能的影响,以及通过物理模拟和理论分析的方法研究水平井的几种典型布井方式下的井距、水平井段长度、注采井位、布井方式与裂缝的匹配关系等因素对油藏渗流的影响规律,探索水平井开发低渗油藏的地质与物性约束条件,为实际油田开发井网设计提供依据.     

射孔水平井分段压裂起裂压力理论研究

综合考虑井筒内压、原始地应力分布、先压水力裂缝的诱导应力等因素,根据叠加原理及弹性力学理论,建立了射孔水平井分段压裂起裂压力计算模型,分析了初始及后续裂缝的起裂规律。研究结果表明,初始裂缝产生的诱导应力分布受裂缝间距影响。当初始裂缝缝长一定时,沿井筒方向诱导应力逐步降低,直至地应力场趋于原始地应力场;射孔水平井裂缝起裂受射孔方位角的影响,最佳射孔方位由井筒周围地应力分布决定;先压裂缝产生的诱导应力场会导致后续裂缝的起裂压力增大,这种影响会随着裂缝半缝长的增大而增强;半缝长一定时,起裂压力的增加幅度随着裂缝间距的增加递减。      

水平井水力裂缝延伸物理模拟试验研究

试验研究水平井裂缝扩展形态,对于正确认识水平井压裂机理具有重要的意义。根据水平井模拟压裂试验的要求,对中国石油大学(北京)岩石力学试验室组建的一套大尺寸真三轴模拟试验系统进行了改造和完善。研究共进行了2组模拟压裂试验,第1组试验研究水平井方位的变化对裂缝起裂和扩展的影响,而第2组试验研究水平主应力比由原来的1.5变为2.0时裂缝起裂和扩展的情况。结果表明:水平井水力裂缝并非发生在与最小地应力垂直的方向,在水平方向的2个主应力差异小时,水平井的水力裂缝的扩展方向具有随机性;在相同物理条件下,裂缝的起裂及近井裂缝形态除了与井筒方位角有关外,还受地应力大小比值的影响。     

利用分层测压技术判断高压注水层破裂方法

在分析地应力与地层破裂压力关系的基础上,推导和研究和注水压力与地层注动压力的关系式,给出了井底流动压力与地层破裂压力的关系式,由此 建立了井口注水压力与地层破裂压力之间的关系式。提出了一种高压注水井分层测井层压力恢复的新方法,该方法管柱功能强,测压井下关井,分层流量直接测试不用迭加法,测试精度高,操作方便。应用该方法进行高压注水层地层破裂的测试,分析了破裂地层试井曲线特征。对地层破裂在曲线上表现的特征进行了理论分析和验证。现场应已见到了很好的效果。实测解释结果表明,该方法切实可行,判断符合率高,为高压注水井提供了压力上限控制的依据。     

气藏水平井水平段压力分布研究

根据气藏内气体的流动模型和水平井井简内流体的流动模型,建立了耦合模型,通过该耦合模型对气藏中的水平井井简内单相流动特性进行了数值计算研究。由于所用气藏模型压力分布较为复杂,使得水平井的流动计算变得相当复杂,应用表征流动特性的非线性方程对空间进行迭代计算,再向时间推进。通过编制实用计算程序计算气藏水平井压力分布,为水平井的设计开采提供一定 的依据。     

计算关井地层破裂压力允许值的新方法

目前钻井系统中使用的关井地层破裂压力允许值计算方法存在缺点，考虑各种影响因素有其它条件，根据“U”形管原理、压力平衡方程和气体状态方程，推出关井地层破裂压力允许值计算的新方法。现场应用结果表明，该方法计算精度高，简单实用，应用范围较广，能为下一步的顺利实施创造良好的条件。     

MDT在水平井中的地层压力测试

文中论述了用MDT模块式地层动态测试器在水平井中的测量及解释方法。通过对井眼的地层压力测量，可以获得水平和垂直方向上的渗透率、表皮系数以及地层压力等地层信息。