鉆井工程6-油氣井壓力預(yù)測與控制(編輯修改稿)
2025-09-01 19:17 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 小，導(dǎo)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(duì)數(shù)）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(shí)，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(cè)偏離正常趨勢線，其偏離值越大，地層壓力越高。 預(yù)測地層壓力方法有地區(qū)經(jīng)驗(yàn)曲線及當(dāng)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(shù)法 上世紀(jì) 60年代以來，人們了解了機(jī)械鉆速和地層壓力之間的關(guān)系，并在此基礎(chǔ)上發(fā)展了一種改進(jìn)機(jī)械鉆速預(yù)測地層壓力的方法，稱為 d（ 或 dc） 指數(shù)法。 1）工作原理 d（ 或 dc） 指數(shù)法 :是利用泥頁巖的壓實(shí)規(guī)律及欠壓實(shí)地層機(jī)械鉆速增大的特性和壓差影響機(jī)械鉆速的原理，同時(shí)考慮了鉆井參數(shù)對(duì)機(jī)械鉆速的影響來監(jiān)測地層壓力的。υ pe—— 機(jī)械鉆速 m/hn—— 轉(zhuǎn)速， r/minW—— 鉆壓， kNdb—— 鉆頭直徑， mmvpe—— 機(jī)械鉆速 m/sn—— 轉(zhuǎn)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(shí)際使用的鉆井液密度2）預(yù)測方法應(yīng)收集的現(xiàn)場資料有：井深、地層巖性、鉆時(shí)、鉆壓、轉(zhuǎn)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(zhǔn)資料，并舍去非正常的鉆井?dāng)?shù)據(jù)和非泥巖、頁巖數(shù)據(jù)。 計(jì)算 dc指數(shù)，繪制 dc與 D的關(guān)系曲線：按式（ 6－ 7）計(jì)算 dc指數(shù)，并將計(jì)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(shù)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(shù)泥巖點(diǎn)。2）預(yù)測方法 反算式： ρ f—— 實(shí)際地層壓力時(shí)流體密度， g/ cm3 ρ fn—— 正常地層壓力時(shí)流體密度， g/ cm3 ρ d—— 實(shí)際使用的鉆井液密度， g/ cm3第二節(jié) 地層破裂壓力及其預(yù)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(dāng)壓力達(dá)到某一值時(shí)會(huì)使地層破裂，這個(gè)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(yīng)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(duì)于油氣鉆井工程來說，準(zhǔn)確地掌握地層破裂壓力梯度，既可預(yù)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(shè)計(jì)套管程序及其下深的重要依據(jù) . GDf= pf/D二、地層破裂壓力預(yù)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(diǎn)： 地層所受的壓力必須克服地層壓力和水平骨架應(yīng)力，地層才能破裂觀點(diǎn)：實(shí)際破裂壓力大于 地層壓力是由于克服骨架應(yīng)力所致目前常用－ 伊頓法 史蒂芬法 黃榮樽法 ▓ 伊頓法（ Eaton）◣ 觀點(diǎn)：地下巖層處于均勻水平 地應(yīng)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(yuǎn)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(yīng)力。 ◣ 預(yù)測模式 上式基于：伊頓的泊松比： 測壓系數(shù)◣ 預(yù)測步驟，確定 pp，計(jì)算并繪制 pob與 D的關(guān)系曲線，取得 pf資料 pp、 pob、 pf，計(jì)算并 繪制 ν與 D的關(guān)系曲線 pp、 pob、 ν，由伊頓模式計(jì)算任一深度的 GDf， 得出 地區(qū)性的 破裂壓力梯度預(yù)測曲線 伊頓法對(duì)于連續(xù)沉積盆地是比較準(zhǔn)確的，但因其未考慮井壁應(yīng)力集中和地質(zhì)構(gòu)造應(yīng)力的影響，因此使用受到限制。泊松比 ν 伊頓法的關(guān)鍵是獲得該地區(qū)的νD關(guān)系曲線ν －反算得到墨西哥灣地區(qū) νD關(guān)系曲線▓ 史蒂芬法（ Stephen）◣ 觀點(diǎn)：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(gè)壓力等于垂直裂縫面的水平地應(yīng)力。 區(qū)別在于史蒂芬把構(gòu)造應(yīng)力所產(chǎn)生的影響從地層的泊松比中分了出來。 進(jìn)步： 可用實(shí)測泊松比，而不象伊頓法那樣是靠破裂壓力反算泊松比。 ◣ 預(yù)測模式 動(dòng)態(tài)泊松比反算動(dòng)態(tài)▓ 黃榮樽法◣ 觀點(diǎn)：地層的破裂決定于井壁的應(yīng)力狀態(tài)，且還須考慮地下實(shí)際存在的非均勻的地應(yīng)力場的作用和地層本身強(qiáng)度的影響。 地應(yīng)力 是作用在地殼內(nèi)巖體上的各種相互平衡的外力使巖體內(nèi)部產(chǎn)生附加內(nèi)力，其效應(yīng)是引
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