利用斜井井壁破坏信息计算最大水平地应力

准确获取深部地层的地应力大小和方向,对于安全钻井作业、控制井筒出砂和压裂增产至关重要。利用井壁破坏信息计算地应力的方法已得到广泛认同,甚至已建立了利用井壁崩落宽度计算最大水平地应力的模型,但是该计算模型仅限于直井井壁破坏。为此,根据线性多孔弹性岩石力学理论,确定了任意斜井井壁崩落位置和张性裂缝位置,找出了间接计算最大水平地应力的方法,即利用斜井井壁崩落和张性裂缝建立地应力和岩石强度的关系图版,根据实际岩石强度确定最大水平地应力。利用该方法对川西南部斜井成像测井观测到的井壁破坏信息进行了实例分析,分析结果表明,该地区垂深4 663.5 m处的最大水平地应力为178.9~180.3 MPa。川西南部地区正处于逆断层地应力状态,在较强的水平挤压应力作用下,该地区的原生断层接近摩擦极限应力状态,断层容易滑动,因此该地区地震频发。利用该方法可以根据任意斜井井壁的破坏情况计算最大水平地应力,扩展了斜井成像测井资料的应用范围。     

基于CBIL回波时间图像识别地应力方向

常规测井资料在地应力的计算中已发挥了重要的作用，但难于准确地确定地应力的方向。井周声波成像测井（CBIL）回波时间图像能够直观地反映储层应力作用下的井壁表现如井眼崩落、裂缝等，根据这些应力响应特征可以判断储层的应力方向。回波时间最长的方向为最小地应力方向，最大地应力方向与之垂直。采用最小二乘法回归井径与回波时间的线性刻度系数，通过回波时间图像刻度成井径图像确定井眼崩落的方位，从而确定最小地应力的方位。结果表明，该方法能够有效地识别地应力的方向。     

井中应力场的计算及其应用研究

介绍了井孔周围地应力的分布状态及在井壁上地层应力的表述方程式 ,分析了地层应力变化对井壁的破坏作用 ,讨论了井壁在受到拉张及压缩应力作用下的破坏机理 ,给出了井孔的拉张及压缩破坏准则 ,进一步分析了安全钻井的最大最小泥浆密度。用声波全波测井资料计算地应力以分析有关岩石物性参数的方法技术 ,对华北地区某口井的实测全波测井资料进行了处理解释 ,取得了比较好的、具有实用价值的结果     

用成像测井资料确定鄂尔多斯盆地地应力方向

文章介绍了地应力的概念,分析了地应力方向的确定方法,即从FMI（微电阻率扫描成像）、CBIL（环井周声波成像）等声电成像测井图上确定地应力方向的井壁崩落、井壁诱导压裂缝、应力释放法;利用偶极横波测井计算地应力方向的公式法.通过利用这些方法,可以准确地求出鄂尔多斯盆地的地应力方向.     

一种特低渗砂岩气藏地应力研究的新方法

某构造位于海上大型凹陷,为低渗、特低渗气藏,天然气储量巨大。为了更好的进行低渗砂岩气藏的压裂储层改造,需要分析清地应力的大小和方向。采用成像测井钻井诱导缝和井壁崩落进行地应力方向的判断,并引入世界地应力库数据进行佐证,确定工区最大水平主应力为近东西向。采用测井密度、声波等资料计算三应力的大小,确定该区域属于正断层应力机制。摸清了该地区地应力方向和大小,并以单井为例,建立单井地应力模型。为优化射孔,规避断层和水体提供了技术指导,为后续水平井水平段部署提供了技术依据,对类似砂岩气藏的勘探开发有重要的指导意义。     

成像测井资料在裂缝和地应力研究中的应用

对岩心分析与成像测井资料进行了对比研究,通过裂缝识别和参数定量计算,建立起应用成像测井资料进行地应力分析的方法。并通过该方法确定了准噶尔盆地二叠系地层的水平地应力方向。对后期水平应力对高角度缝的改造作用的研究表明,后期最大水平地应力的方向为近东—西向,与裂缝的走向一致。后期水平应力对高角度裂缝有改造作用。当高角度缝的走向与最大水平主应力的方向一致时,后期水平应力对原生裂缝有保持作用;反之,具有破坏和闭合作用。     

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。     

用测井资料计算最大和最小水平应力剖面的新方法

提出了一种利用测井资料计算最小和最大水平应力剖面的新方法.新方法基于成像测井资料对井壁破坏形式的准确判别来约束反演地层应力大小,不仅可以得到最小水平应力剖面而且可以得到最大水平应力剖面,由此计算出地层破裂压力和坍塌压力剖面,有助于井眼稳定性分析和压裂设计.介绍了计算原理以及计算方法中的水平应力的计算模型、最大水平应力和最小水平应力值的确定.给出了应用实例的分析.     

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。     

元坝地应力方向与水平井井壁稳定性关系分析

利用地层倾角测井资料分析了元坝地区地应力方向,该区地应力方向为近东西向;在此基础上,分析了地应力方向与水平井井壁稳定性的关系,研究表明水平段方位沿着水平最大地应力方向,坍塌压力达到最低、破裂压力较高,井壁稳定性好。     

某平台天然气出口管线法兰螺栓断裂失效分析

针对某平台天然气接触塔出口管线隔离球阀法兰螺栓断裂失效问题,通过宏观分析、理化性能检测、微观及能谱分析等方法,对断裂螺栓和未断裂螺栓进行对比分析。同时,综合现场作业工况,得出螺栓断裂失效原因。结果表明,螺栓材料脆性大,在海洋大气环境长期服役过程中表面涂层逐渐失效,在腐蚀和应力集中的双重作用下,局部发生应力腐蚀开裂,最终导致断裂失效。     

粗甲醇可拆板式冷凝器板片开裂失效分析

对钛制板式冷凝器在甲醇水介质中短期使用后发生的泄漏进行了检验分析 ,发现其泄漏是由于介质中CH3OH、HCl和H2 S综合作用的结果 ,致使冷凝器二道密封槽开裂     

S-135钻杆应力腐蚀与纵向开裂失效分析

为了分析S－135钻杆在起钻过程中突然断裂的真正原因，对断件进行失效分析，首无排除了材料化学成分、金相组织、机械性能等因素引起断裂，从断口宏观分析中发现钻杆断裂存在纵向裂纹和横向裂纹，断口微观检测分析确定横向断裂是韧性断裂，先产生纵向脆性开裂而后才被拉断，纵向断口的形貌特征为沿晶开裂花样，并有许多二次裂纹，是应力腐蚀断口花样。因此，判断钻杆是由于应力腐蚀造成断裂，引发早期失效。     

具有新型连接螺纹减应力区的钻具配合接头

为解决钻具连接螺纹在交变弯曲应力作用下的疲劳失效问题,研究设计了具有新型连接螺纹减应力区的配合接头,即在配合接头本体上设置减应力结构来降低连接螺纹部位的应力水平。通过有限元计算与分析,得到应力释放效果最好的是母线为椭圆线的减应力结构。评价分析了减应力区开口位置、宽度和深度等参数对应力释放效果和配合接头强度的影响。     

重油催化裂化装置油气管道膨胀节失效分析及防护

以重油催化裂化装置油气管道膨胀节失效为例,通过物理及化学等多种方法对其测试分析,阐明了膨胀节应力腐蚀失效原因及腐蚀机理,并提出了相应的防护措施。     

A New Model for the Prediction of Real Time Critical Drawdown Sand Failure in Petroleum Reservoirs

Petroleum producers are now realizing the risk of failure in petroleum reservoirs and consequently sand production is now a dreaded process in the industry. As a result, failure analysis of reservoirs rocks for sanding potential prediction purposes has become a routine activity more than ever before. Due to the high cost and operational and safety implications of the risk of sand failure, the efficient management of these risks for field operation optimization requires a reliable failure model. Most of the existing models failed to capture the real time failure of the reservoir's sand, and those that tried to capture the real time failure criterion required parameters that are difficult to acquire. The developed model modified the Griffitti rock failure criterion using McClintock and Walsh hypotheses to predict the current critical drawdown pressure of petroleum reservoir. The required parameters for the application of the developed model can be easily determined. The error analysis from the model in relation to the field data when compared with those of Oluyemi and Oyeneyin's model showed that the developed model gives better predicting ability.     

水泥环性质对套管强度影响的有限元分析

在油层和泥岩部位易出现套管损害严重的问题,主要原因在于注入水窜入泥岩层后,引起泥岩力学性质改变,地应力重新分布造成套管损坏。石油行业常采用提高水泥环的质量以保证套管的安全。以"地层-水泥环-套管"为研究对象,采用有限元分析方法,将"地层-水泥环-套管"简化为平面系统,分别在均匀地应力和非均匀地应力情况下研究了水泥环弹性模量对套管应力载荷的影响;考虑到两个水平地应力不等的实际情况,选择在非均匀地应力情况分析各因素对套管应力的影响,主要包括水泥环不居中和水泥环发生缺陷时其缺陷角度与套管内压等因素,得出套管应力在不同水泥环性质时的变化规律,为解决套管损坏问题提供了参考依据。优选水泥环性质参数是提高套管抗挤强度的保证。     

Φ31.8mm连续油管断裂失效分析

为了预防和减少连续油管在油田作业环境下发生的失效事故,提高连续油管的使用寿命,通过理化性能检验、微观组织分析和能谱分析等方法,对某油田80钢级Φ31.8 mm×3.18 mm断裂失效连续油管进行了分析。结果表明,该连续油管在受到自重产生的拉应力、周期性的塑性应变和井内酸性腐蚀环境的共同作用下,发生应力腐蚀开裂,导致连续油管断裂失效。最后给出了提高连续油管使用寿命的建议。     

TS-90连续油管断裂失效分析

为了分析某井气举作业用TS-90连续油管断裂失效原因,通过宏观分析、无损检测、几何尺寸测量、化学成分分析、力学性能测试、金相检测、扫描电镜（SEM）等手段,对该失效连续油管进行了试验研究。试验结果显示,该失效连续油管的管体壁厚、外径、化学成分、显微硬度、晶粒度均符合API SPEC 5ST—2010要求;油管表面整体布满台阶状横向裂纹,裂纹沿油管周向扩展;原始裂纹断口表面大量腐蚀产物覆盖,且从裂纹源区到裂纹尖端部位,始终存在少量导致应力腐蚀开裂的S元素;原始裂纹萌生于腐蚀坑底,裂纹尖端呈局部沿晶脆性断裂,且断口外表面附近呈解理形貌。综合分析结果表明,该连续油管断裂的根本原因是应力腐蚀开裂,其在井下作业时受腐蚀因素和应力载荷的共同作用,管体外表面萌生应力腐蚀裂纹,裂纹扩展并最终导致管体断裂失效。     

再生斜管用波纹管失效分析

文章对某石化厂再生斜管的波纹管进行了失效分析，认为该波纹管的失效是应力腐蚀造成的，并分析了腐蚀介质、应力和倾斜裂纹产生的原因，最后提出了预防措施。