渤南油田低渗透储集层岩性对地应力场的影响

针对岩石力学性质差异对储集层地应力场的影响机制问题开展详细分析及探讨。利用三轴压缩试验分析渤南油田低渗透储集层岩石力学性质的差异性。通过储集层力学分析探讨岩石力学性质差异对储集层地应力的影响机制。利用应力椭圆及有限元模拟方法,探讨岩石力学性质差异对储集层地应力场的影响规律。渤南油田低渗透储集层岩性越粗弹性模量越大、泊松比越低,砂岩相与泥岩相的岩石力学参数及应力-应变关系差异较大。岩性不同造成力学性质的差异,力学性质的差异造成岩性接触界面产生额外应力,额外应力的存在影响储集层地应力。不考虑构造特征对地应力场的影响,储集层地应力场受额外应力大小及岩性接触面与边界应力夹角的双重协同控制。图11表2参26     

致密碳酸盐岩石力学与声学实验研究

利用MTS公司生产的地层条件下岩石物理参数综合测试系统,对川中地区致密碳酸盐岩储层进行了模拟地层条件(包括地层围压、孔压、温度、孔隙饱和介质等)下的岩石力学与声学的同时测试,获得了该地区储层在不同条件下的弹性模量、泊松比和抗压强度等力学参数与纵、横渡等声学参数.实验结果表明:岩性与孔隙饱和介质对储层的力学性质影响较大,饱和介质为水的岩样都表现为塑性特征,而孔隙饱和介质为气的白云岩岩样表现为脆性特征,灰岩岩样表现为塑性特征.孔隙度对碳酸盐岩石力学性质无明显影响.岩石的声学特性反映,岩石产生较为发育的微小裂缝只需要抗压强度的50%～80%,进一步增加应力值则能产生沟通微小裂缝的较大裂缝.纵横波速比能够反映储层岩石骨架及流体的变化,但由于地质条件复杂,纵横波速比在识别裂缝性气藏时应该慎用.     

致密储层岩石的微观结构和力学性质试验分析

以致密砂岩为研究对象,利用美国GCTS公司研制的RTR-1000型静(动)三轴岩石力学测试系统对川中某气田和苏里格气田储层致密砂岩进行了模拟地层条件的岩石力学性质测试,获得了致密砂岩在储层条件下的弹性模量、泊松比和抗压强度等岩石力学参数。采用岩石显微组构分析和岩石力学试验相结合的方法,探讨影响岩石力学性质的因素,为该类型储层条件下岩石力学性质的研究提供了一些基本参数。     

油气开采中岩石力学参数变化规律试验研究

应用三轴应力试验装置,在模拟不同地层条件下的石油开采过程中,进行了大量的岩心试验,应用统计理论方法分别找出孔隙压力、含油水饱和度对岩石性质的影响规律,建立了特定地层条件下的岩石力学特性动态计算模型。结果表明,杨氏模量、抗压强度、比奥特系数与有效围压的关系均为幂律指数型;杨氏模量、抗压强度与含水饱和度的关系均为对数型。此结论为预测石油开采过程中岩石力学性质变化规律奠定了基础。     

疏松含油气砂岩的岩石力学性质评价和出砂分析实例研究

在石油工业中，出砂是主要的技术经济问题。地层开始出砂的最大流体压差取决于岩石的力学性质（例如砂岩的强度、剪切模量、体积模量、泊松比）以及地下地层应力剖面。这些岩石力学性质和压力分布先由偶极子横波测井资料获取，再用实验室和现场数据来校正。这种方法在选择射孔井段、优化射孔方案及砾石填充作业中是非常有用的。该文展示了位于地中海的一口井，针对孔隙性含油气砂岩进行岩石物理和岩石力学性质评估、炮眼稳定性及出砂分析的实例研究。定量预测临界压差用于辅助完井设计。岩石力学或出砂分析研究表明，即使是在很大的压差下也不出砂，这与在试油时观察到的情况是一致的。分析中使用的方法和原理模型可使我们及时精确地预测出砂，并有助于优化射孔和试油方案，从而大大地减少开支。     

王集油田岩石力学性质研究

岩石力学性质客观存在于地壳岩石中,是岩石本身固有的物理性质。这些物理性质影响着储层的应力应变规律,与采油工程及油藏增产措施方案优化密切相关,对特定油藏岩石力学性质的研究,是提高油藏措施方案针对性及开发效果的基础。针对王集油田,应用室内岩心测试方法,研究了王集油田岩石密度、抗张强度、弹性模量等力学性质参数,为油藏数值模拟及工程应用计算评选准确的输入参数,同时为王集油田采油工程及油层增产措施方案优化提供关键依据。     

塔里木山前复杂地层钻头使用技术

利用测井资料结合实测的岩石力学性质、邻井的岩性剖面建立了岩石力学参数模型,综合解释了单井岩石在纵向剖面上的力学性质。借鉴邻井钻头使用情况,以推广高效PDC钻头为主,介绍了山前构造钻头选型情况。针对山前构造的地层岩性特征,从复合片、刀翼形状、齿型、切削齿力平衡等方面设计和改进了PDC钻头。改进后的钻头使塔里木山前复杂地层钻头使用获得了突破性进展。     

准噶尔盆地储集层各向异性特征及破裂压力预测研究

水力压裂设计需要对地层岩石力学性质有充分的认识。对准噶尔盆地中1区块的地层岩石开展了差应变和古地磁实验、抗拉强度测试实验及三轴力学实验,获取了岩石力学参数和地层主应力大小及方向,对储集层各向异性特征、地应力分布及破裂压力进行了研究。结果表明,该区块地层主应力较大且具有横观各向同性特征,断层类型属于走滑断层体系。在考虑地层各向异性的基础之上预测的破裂压力与现场实际情况吻合程度较高,因此,对区块内的储集层改造有一定的指导意义。     

碳酸盐岩储层酸处理降低破裂压力研究综述

我国具有丰富的低渗透油气资源,压裂酸化改造是提高低渗透油气藏开采效果的重要手段,而地层破裂是储层压裂酸化改造成功的关键。在低渗透储层的改造过程中,由于储层段埋藏深、构造应力异常、泥质含量高等原因,某些井地层破裂压力异常高,导致了施工失败。本文以碳酸盐岩储层为研究对象,通过对碳酸盐岩岩石力学强度的本质分析,综述了岩石的矿物组成、结构特征、构造、水或者化学溶液作用以及缺陷对碳酸盐岩岩石力学性质的影响。为酸处理降低岩石力学强度,从而降低地层破裂压力提供了重要理论依据。     

泥页岩地层破裂压力计算模型研究

准确预测压裂井的破裂压力对水力压裂的成功实施具有重要作用。 由于存在水化现象,使得泥页岩的岩石力学性质发生变化,从而使泥页岩地层的破裂压力计算与常规地层的破裂压力计算存在一定的差异,因此,不能简单地把常规地层的破裂压力计算方法应用到泥页岩地层中,需要对泥页岩地层破裂压力计算方法进行深入研究。 为此,基于弹性力学和岩石力学相关理论,并考虑水化应力对井筒周围应力场的影响,应用最大张应力准则,建立了考虑水化应力计算破裂压力的简单模型,并用此模型结合 2 种泥页岩水化应力的方法进行实例计算。 结果表明,考虑水化应力后比不考虑这一情况的泥页岩地层的破裂压力更接近实际的地层破裂压力。 该计算模型为快速预测地层破裂压力提供了依据。     

孔隙流体的声学性质

为了研究孔隙流体的声学性质,建立了3种流体性质的数学模型,分析了流体声学性质(速度、密度、体积模量)与地下岩石孔隙温度和压力的关系,同时还给出了两种流体混合状态下声学性质数学模型。为了验证模型的可靠性,将天然气的实测数据与数学模型计算结果进行了对比。结果表明,模型计算结果与实测数据吻合较好,误差为0.2%～2%,能满足实际生产的需要。     

正交偶极声波测井在鄂尔多斯盆地变质岩储层中的应用

结合电成像资料深入研究正交偶极声波资料在鄂尔多斯盆地变质岩裂缝发育井段的特征,分析了由于快慢横波分离指示的各向异性在致密地层和裂缝发育地层不同的应用效果.确定了鄂尔多斯盆地变质岩裂缝性含气层的纵横波速度比小于1.65,并认定其岩性以轻变质碎屑岩为主;利用斯通利里波反射系数结合声波波形变密度图像来评价裂缝和裂缝开度;利用纵波、横波、斯通利波的能量判断裂缝发育带;分析出地层裂缝系统的走向为东西向.解决了变质岩裂缝性储层评价及流体识别的技术难题,取得了较明显的效果.试气发现了气层.此外,利用此声波测井资料计算的岩石力学参数为合理选择钻井泥浆比重,判别井眼垮塌层段提供了依据.     

探测井附近裂缝及其中流体性质的实验初探

在进行碳酸盐岩地层声波全波测井模型实验中,在井中接收到的声波全波列上折射纵波和折射横波之间观测到了来自模型外侧的较强反射波。     

基于声波测井信息的岩石弹性力学参数研究

声波测并资料是油气田勘探开发中最基础和最重要的资料之一。根据声波测井信息对地层纵、横波的提取,结合密度测井资料,得到岩石弹性力学参数的计算公式,并据此编制了声波测井应用软件。通过对胜利油田某井的实例分析表明,利用声波测井资料可以方便可靠地确定岩石动态力学参数,这为岩石特性及地应力场的研究提供了一种可行的研究方法。并且,该方法节约了昂贵的弹性力学参数测试费用,具有明显的经济意义和实用价值。     

多因素耦合钻井液密度窗口随钻监测技术研究与应用

随钻监测钻井液密度窗口对钻井现场施工来说具有极其重要的意义。通过测量岩屑的声波时差和渗透率及膜效率等参数,利用岩石的声学性质与力学参数的关系得到地层岩石的力学参数,结合地应力参数,得到井壁周围岩石的应力分布,计算出地层的坍塌压力和破裂压力。在建立流-固-化耦合作用下泥页岩井壁稳定分析模型的基础上,开发出了流-固-化耦合作用下泥页岩地层钻井液密度窗口随钻监测软件LSC-Mud weight monitor,并对涠洲油田涠二段泥页岩进行了钻井液密度窗口的监测,与未利用该软件前相比,钻井速度得到大幅提高。     

利用偶极横波资料进行疑难气层评价

储层电阻率高低、三孔隙度曲线差异等特性是识别气层的基础,但对于低电阻率、低孔隙度、低渗透率疑难气层,其测井响应特征不明显,造成利用常规测井资料和方法评价困难.偶极横波测井资料包含了大量反映储层骨架和流体特征的声学信息,如何充分利用这些信息进行复杂气层评价是天然气解释的研究重点.以岩石机理分析为基础,通过研究岩心声学特征,提出最佳弹性力学参数及横-纵波转换半定量评价气层的2种方法.采用DSI纵横波资料,根据这2种方法对某地区疑难气层资料进行处理,取得了明显效果,为复杂疑难气层测井评价提供技术手段.     

应用XMAC测井资料分析油田套损区岩石力学特征

本文应用萨中开发区北一区断东中块XMAC交叉式多极子阵列声波测井资料,认识了的标准层部位和油层部位的岩石力学分布特征,描述了地应力及岩石力学参数与套管损坏之间的相关性,为实现油田开发与套管防护双赢提供了一定技术支持。     

渤海油田砂岩储层岩石力学参数预测经验公式研究

获取储层岩石力学资料是进行出砂预测的基础性工作。取得岩心力学资料最为可靠的方式是通过岩心进行实验测得,但岩石力学实验往往具有一定的偏差性和局限性。为获得有效的岩石力学参数,该文借助了更易获取的测井资料,寻找了测井数据与实验数据之间的内在关系,进而对岩石力学参数进行预测。该文利用渤海4个油田几十个岩心的单轴抗压强度实验数据统计分析,发现单轴抗压强度与声波时差、深度、密度等测井数据呈现较强的相关性。利用多元广义线性回归,建立了岩石力学参数预测公式。利用新开发油田的岩石数据进行了验证,结果表明,新公式误差远小于常规经验公式,且绝对误差值在1.5 MPa以内。该公式在渤海油田具有较好的适应性和可靠性。     

孔隙流体类型对地层声波速度的影响

根据实际井的岩心资料，对砂岩样品的纵、横波速度与孔隙度及所含流体类型间的关系进行了实验研究，回归出了饱和气、水和油岩样的纵、横波速度与孔隙度的关系式。结果表明，饱和不同流体岩石的声波速度不同，岩石饱和气时的纵波速度明显低于饱和油、水时的纵波速度，并且孔隙度相同时岩石饱和油时的纵波速度略大于饱和水时的纵波速度，孔隙流体类型对横波速度的影响较小。含不同流体类型的岩样，其纵、横波波速比具有明显差异，利用纵、横波波速比和纵波时差的交绘图可识别地层流体的类型。为了解气体的声波特性，识别气层和气一液界面位置，对天然气的声波速度随温度和压力的变化情况进行了实验研究，从实验结果可以看出，不同压力环境下天然气随温度的变化规律不同。     

水合物沉积物动态弹性力学参数试验研究

水合物沉积物的声学特性是水合物藏资源评估、水合物地层钻探开发的重要依据,而目前实际原状取心难度大、成本高,故通过试验的方法对该问题进行研究具有重要意义。利用中国石油大学岩石力学实验室自主设计开发的水合物声波原位测量系统,在不同围压条件下对不同水合物饱和度的原位合成沉积物岩样进行了声波测试,并根据弹性理论,利用所测得的超声波波速,计算得到试样的动弹性力学参数。结果表明:水合物沉积物的纵横波速以及动态弹性模量均随着围压、水合物饱和度的增大而增大。