鉆井工程6-油氣井壓力預測與控制(編輯修改稿)
2025-09-01 19:17 本頁面
【文章內容簡介】 小，導電流體也減少，頁巖電阻率加大。 在一定的地區(qū)，頁巖電阻率（對數）與井深之間存在一條正常趨勢線；在異常壓力地層中，因地層欠壓實，孔隙度增大，地層流體多，地溫高，頁巖電阻率向著低于正常電阻率的一側偏離正常趨勢線，其偏離值越大，地層壓力越高。 預測地層壓力方法有地區(qū)經驗曲線及當量深度法，具體操作步驟與前面介紹的聲波測井法大致相同。 （ 1） d（ 或 dc） 指數法 上世紀 60年代以來，人們了解了機械鉆速和地層壓力之間的關系，并在此基礎上發(fā)展了一種改進機械鉆速預測地層壓力的方法，稱為 d（ 或 dc） 指數法。 1）工作原理 d（ 或 dc） 指數法 :是利用泥頁巖的壓實規(guī)律及欠壓實地層機械鉆速增大的特性和壓差影響機械鉆速的原理，同時考慮了鉆井參數對機械鉆速的影響來監(jiān)測地層壓力的。υ pe—— 機械鉆速 m/hn—— 轉速， r/minW—— 鉆壓， kNdb—— 鉆頭直徑， mmvpe—— 機械鉆速 m/sn—— 轉速， r/minW—— 鉆壓， kNdb—— 鉆頭直徑， mmρ wf—— 正常壓力層段地層水密度ρ d—— 實際使用的鉆井液密度2）預測方法應收集的現場資料有：井深、地層巖性、鉆時、鉆壓、轉速、泵壓、排量、鉆頭尺寸及類型、密度、粘度、流變性。 要求取全取準資料，并舍去非正常的鉆井數據和非泥巖、頁巖數據。 計算 dc指數，繪制 dc與 D的關系曲線：按式（ 6－ 7）計算 dc指數，并將計算的 dc值繪制在 dc與 D的錄井圖上，如圖 6－ 4所示。 建立 dc指數正常趨勢線方程：要求取過渡帶前大于 300m的井段為回歸段。使正常趁勢線通過大多數泥巖點。2）預測方法 反算式： ρ f—— 實際地層壓力時流體密度， g/ cm3 ρ fn—— 正常地層壓力時流體密度， g/ cm3 ρ d—— 實際使用的鉆井液密度， g/ cm3第二節(jié) 地層破裂壓力及其預測 167。2 Formation fracture pressure and prediction 一、地層破裂壓力及破裂壓力梯度 井中一定深度處的地層，其承受壓力的能力是有限的，當壓力達到某一值時會使地層破裂，這個壓力稱為 地層破裂壓力地層破裂壓力 pf 。 地層破裂壓力的大小取決于許多因素，如上覆巖層壓力、地層壓力、巖性、地層年代、埋藏深度以及該處巖石的應力狀態(tài)。為了衡量某一深度 D的破裂壓力的大小，引入地層 破裂壓力梯度 GDf的概念 。 對于油氣鉆井工程來說，準確地掌握地層破裂壓力梯度，既可預防井漏、井塌、卡鉆及井噴事故的發(fā)生，也是制定鉆井液方案和設計套管程序及其下深的重要依據 . GDf= pf/D二、地層破裂壓力預測方法●休伯特和威利斯（ Hubbert amp。 Wills）法 ●馬修斯和凱利（ Mathews amp。 Kelly）法觀點： 地層所受的壓力必須克服地層壓力和水平骨架應力，地層才能破裂觀點：實際破裂壓力大于 地層壓力是由于克服骨架應力所致目前常用－ 伊頓法 史蒂芬法 黃榮樽法 ▓ 伊頓法（ Eaton）◣ 觀點：地下巖層處于均勻水平 地應力 狀態(tài)，且其中充滿著層面、層理和裂縫，流體在壓力作用下將沿著這些薄弱面侵入，使其張開并向遠處延伸，且張開裂縫的流體壓力只需克服垂直裂縫面的地應力。 ◣ 預測模式 上式基于：伊頓的泊松比： 測壓系數◣ 預測步驟，確定 pp，計算并繪制 pob與 D的關系曲線，取得 pf資料 pp、 pob、 pf，計算并 繪制 ν與 D的關系曲線 pp、 pob、 ν，由伊頓模式計算任一深度的 GDf， 得出 地區(qū)性的 破裂壓力梯度預測曲線 伊頓法對于連續(xù)沉積盆地是比較準確的，但因其未考慮井壁應力集中和地質構造應力的影響，因此使用受到限制。泊松比 ν 伊頓法的關鍵是獲得該地區(qū)的νD關系曲線ν －反算得到墨西哥灣地區(qū) νD關系曲線▓ 史蒂芬法（ Stephen）◣ 觀點：與伊頓法一樣，即破裂壓力只是張開地層中已有裂縫所需的流體壓力，這個壓力等于垂直裂縫面的水平地應力。 區(qū)別在于史蒂芬把構造應力所產生的影響從地層的泊松比中分了出來。 進步： 可用實測泊松比，而不象伊頓法那樣是靠破裂壓力反算泊松比。 ◣ 預測模式 動態(tài)泊松比反算動態(tài)▓ 黃榮樽法◣ 觀點：地層的破裂決定于井壁的應力狀態(tài)，且還須考慮地下實際存在的非均勻的地應力場的作用和地層本身強度的影響。 地應力 是作用在地殼內巖體上的各種相互平衡的外力使巖體內部產生附加內力，其效應是引
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