【正文】 試驗(yàn)曲線的最高點(diǎn)。反映了井內(nèi)壓力克服地層的強(qiáng)度使其破裂，形成裂縫，鉆井液向裂縫中漏失，其后壓力將下降。 （ 3）延伸壓力（ Ppro）：壓力趨于平緩的點(diǎn)。它使裂縫向遠(yuǎn)處擴(kuò)展延伸。 （ 4）瞬時(shí)停泵壓力（ Ps）：當(dāng)裂縫延伸到離開井壁壓力集中區(qū)，即 6倍井眼半徑以遠(yuǎn)時(shí)（估計(jì)從破裂點(diǎn)起約歷時(shí) 1分鐘左右），進(jìn)行瞬時(shí)停泵。記錄下停泵時(shí)的壓力 Ps，此時(shí)裂縫仍開啟， Ps應(yīng)與垂直于裂縫的最小地應(yīng)力值相平衡。此后，由于停泵時(shí)間的延長(zhǎng)，鉆井液向裂縫兩壁滲濾，液壓下降。由于地應(yīng)力的作用，裂縫將閉合。 （ 5）裂縫重張壓力（ Pr）：瞬時(shí)停泵后重新啟動(dòng)泵，使閉合的裂縫重新張開。由于張開閉合裂縫時(shí)不再需要克服巖石的抗拉強(qiáng)度，因此可以認(rèn)為地層的抗拉強(qiáng)度等于破裂壓力與重張壓力之差。 上述記錄的壓力值為井口壓力。為了計(jì)算地層實(shí)際的漏失壓力或破裂壓力還需加上井內(nèi)鉆井液的靜液壓力。 另外，在直井與定向井中對(duì)同一地層所做的破裂壓力試驗(yàn)所得到的數(shù)據(jù)不能互換使用。當(dāng)套管鞋以下第一層為脆性巖層時(shí)，如礫巖、裂縫發(fā)育的灰?guī)r等，只對(duì)其做極限壓力試驗(yàn)，而不作破裂壓力試驗(yàn)，因?yàn)榇嘈詭r層做破裂壓力試驗(yàn)時(shí)在其開裂前變形很小，一旦被壓裂則承壓能力會(huì)顯著下降。極限壓力試驗(yàn)要根據(jù)下部地層鉆進(jìn)將采用的最大鉆井液密度及溢流關(guān)井和壓井時(shí)，對(duì)該地層承壓能力的要求決定。試驗(yàn)方法同破裂壓力試驗(yàn)一樣，但只試到極限壓力為止。如圖 3—10所示。 地層漏失壓力試驗(yàn) 有些井只需進(jìn)行地層漏失壓力試驗(yàn)即可滿足井控要求。試驗(yàn)方法同破裂壓力試驗(yàn)類似。 當(dāng)鉆至套管鞋以下第一個(gè)砂巖層時(shí)（或出套管鞋 3~5米），用水泥車進(jìn)行試驗(yàn)。試驗(yàn)前確保井內(nèi)鉆井液性能均勻穩(wěn)定，上提鉆頭至套管鞋內(nèi)并關(guān)閉防噴器。試驗(yàn)時(shí)緩慢啟動(dòng)泵，以小排量（ ~）向井內(nèi)注入鉆井液，每泵入 80升鉆井液（或壓力上升 ）后，停泵觀察 5分鐘。如果壓力保持不變，則繼續(xù)泵入，重復(fù)以上步驟，直到壓力不上升或略降為止 。 漏失壓力試驗(yàn)圖 地層承壓能力試驗(yàn) 在鉆開高壓油氣層前，用鉆開高壓油氣層的鉆井液循環(huán)，觀察上部裸眼地層是否能承受鉆開高壓油氣層鉆井液的液柱壓力，若發(fā)生漏失則應(yīng)堵漏后再鉆開高壓油氣層，這就是地層承壓能力試驗(yàn)。 承壓能力試驗(yàn)也可以采用分段試驗(yàn)的方式進(jìn)行，即每鉆進(jìn)100~200米，就用鉆進(jìn)下部地層的鉆井液循環(huán)試壓一次。 現(xiàn)場(chǎng)地層承壓能力試驗(yàn)常采用地面加回壓的方式進(jìn)行，就是把高壓油氣層或下部地層將要使用的鉆井液密度與當(dāng)前井內(nèi)鉆井液密度的差值折算成井口壓力，通過井口蹩壓的方法檢驗(yàn)裸眼地層的承壓能力。由于井口蹩壓的方式是在井內(nèi)鉆井液靜止的情況下進(jìn)行的，所以試驗(yàn)時(shí)要考慮給鉆井液密度差附加一系數(shù)，即循環(huán)壓耗，以確保在提高密度后，循環(huán)的情況下也不會(huì)發(fā)生漏失。 復(fù)習(xí)思考題 什么是異常高壓地層？形成原因有哪些？ 了解地層壓力和地層破裂壓力的大小對(duì)于做好井控工作有何意義？ 用 dc指數(shù)法檢測(cè)地層壓力時(shí)，應(yīng)收集鉆進(jìn)中哪些動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)？ 地層破裂壓力試驗(yàn)的目的是什么？在什么位置進(jìn)行試驗(yàn)？ 簡(jiǎn)述地層破裂壓力試驗(yàn)的過程。 第四章 井控設(shè)計(jì) ? 按照中國(guó)石油天然氣集團(tuán)公司 2022年 5月頒發(fā)的 《 中國(guó)石油天然氣集團(tuán)公司石油與天然氣鉆井井控規(guī)定 》 要求，井控設(shè)計(jì)是鉆井地質(zhì)和鉆井工程設(shè)計(jì)的重要組成部分。它包括：滿足井控安全和環(huán)保要求的鉆前工程及合理的井場(chǎng)布置、全井段的地層孔隙壓力和地層破裂壓力剖面、鉆井液設(shè)計(jì)、合理的井身結(jié)構(gòu)、井控裝備設(shè)計(jì)、有關(guān)法規(guī)及應(yīng)急計(jì)劃等內(nèi)容。 ? 在進(jìn)行上述設(shè)計(jì)之前，首先要了解幾項(xiàng)共同的控制因素，這就是有關(guān)法規(guī)、井位所在地環(huán)境所要求的后勤供應(yīng)條件、成本與安全。 按照中國(guó)石油天然氣集團(tuán)公司 2022年 5月頒發(fā)的 《 中國(guó)石油天然氣集團(tuán)公司石油與天然氣鉆井井控規(guī)定 》 要求，井控設(shè)計(jì)是鉆井地質(zhì)和鉆井工程設(shè)計(jì)的重要組成部分。它包括：滿足井控安全和環(huán)保要求的鉆前工程及合理的井場(chǎng)布置、全井段的地層孔隙壓力和地層破裂壓力剖面、鉆井液設(shè)計(jì)、合理的井身結(jié)構(gòu)、井控裝備設(shè)計(jì)、有關(guān)法規(guī)及應(yīng)急計(jì)劃等內(nèi)容。 在進(jìn)行上述設(shè)計(jì)之前，首先要了解幾項(xiàng)共同的控制因素，這就是有關(guān)法規(guī)、井位所在地環(huán)境所要求的后勤供應(yīng)條件、成本與安全。 （二）地質(zhì)設(shè)計(jì)的準(zhǔn)備工作 鉆井地質(zhì)設(shè)計(jì)前，設(shè)計(jì)人員應(yīng)介入井位的論證，參與地質(zhì)方案的討論，熟悉掌握地質(zhì)資料，深入了解地質(zhì)目的，明確設(shè)計(jì)任務(wù)。 探井地質(zhì)設(shè)計(jì)前的準(zhǔn)備工作 1）標(biāo)定井位 將設(shè)計(jì)井的坐標(biāo)標(biāo)定在井位圖上，進(jìn)行井位校對(duì)，同時(shí)在構(gòu)造圖上標(biāo)出設(shè)計(jì)井位．如發(fā)現(xiàn)與下發(fā)的井位要求不符，應(yīng)及時(shí)上報(bào)。 2）收集資料 （ 1）區(qū)域資料：區(qū)域的地層、構(gòu)造、油氣水情況以及區(qū)域的石油地質(zhì)條件，包括生油條件、儲(chǔ)層條件、蓋層條件、運(yùn)移條件、圈閉條件、保存條件。 （ 2）鄰井和鄰區(qū)實(shí)鉆資料：鄰井地層分層，淺氣層及有毒有害氣體分布，鉆探成果，試油成果，鄰井鉆井液使用情況，鄰井注水情況，以及鄰井實(shí)鉆過程中出現(xiàn)的卡、噴、漏等復(fù)雜情況，錄井和測(cè)井綜合解釋成果等。無(wú)鄰井時(shí)，應(yīng)收集鄰區(qū)的相關(guān)資料或野外露頭剖面資料，地震解釋成果，分層地震波速度等資料。 （ 3）井位部署 (或論證 )研究報(bào)告。進(jìn)行地質(zhì)設(shè)計(jì)前應(yīng)對(duì)井場(chǎng)周圍一定范圍內(nèi)的居民住宅、學(xué)校、廠礦（包括開采地下資源的礦業(yè)單位）、國(guó)防設(shè)施、高壓電線、水資源情況和風(fēng)向變化等進(jìn)行勘察和調(diào)查。 （ 4）區(qū)域地震測(cè)線。 （ 5）各種相關(guān)圖件，如區(qū)域構(gòu)造圖、目的層構(gòu)造圖、油藏預(yù)測(cè)剖面圖等。 （ 6）其他資料，如古生物、巖礦、地化等資料。 開發(fā)井地質(zhì)設(shè)計(jì)前的準(zhǔn)備工作 主要是詳細(xì)收集鄰井資料和各開發(fā)層系的精細(xì)構(gòu)造圖，特別是收集鄰井采油、注水 (汽 )層位、動(dòng)態(tài)壓力等資料、了解油氣層連通情況和注水 (汽 )后的影響，收集鄰井儲(chǔ)層物性資科和油氣水性質(zhì)資料。了解各項(xiàng)施工作業(yè)過程中對(duì)儲(chǔ)層及油氣水層的不良影響，以及鄰井和鄰近地區(qū)的實(shí)鉆資料。 （三）地質(zhì)設(shè)計(jì)的內(nèi)容 探井地質(zhì)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容 （ 1）基本數(shù)據(jù)：井號(hào)、井別、井位（井位坐標(biāo)、井口地理位置、測(cè)線位置）、設(shè)計(jì)井深、鉆探目的、完鉆層位、完鉆原則、目的層等。 （ 2）區(qū)域地質(zhì)簡(jiǎn)介：區(qū)域地層、構(gòu)造及油氣水情況、設(shè)計(jì)井鉆探成果預(yù)測(cè)等。構(gòu)造描述應(yīng)包括：構(gòu)造展布、形態(tài)、走向；主斷層的發(fā)育（走向、斷距）及對(duì)次級(jí)斷層的影響；次斷層的分布特征及井區(qū)的斷層發(fā)育狀況。地層概況描述：地層概況應(yīng)首先描述探區(qū)內(nèi)地層巖性、標(biāo)準(zhǔn)層、傾角及特征；然后敘述生、儲(chǔ)油層的巖性、厚度、物性及流體特性；鄰井的實(shí)鉆情況描述包括地層分布、巖石電性及錄井和試油。設(shè)計(jì)井應(yīng)自上而下按地質(zhì)時(shí)代描述巖性、厚度、產(chǎn)狀、膠結(jié)程度及分層特征；斷層、漏層、超壓層、膏鹽層及淺氣層等特殊巖性段要進(jìn)行詳細(xì)描述。探井必須做地質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)分析，主要包括地層變化、構(gòu)造形態(tài)和斷層分布，同時(shí)，給鉆井工程設(shè)計(jì)以提示。 （ 3）設(shè)計(jì)依據(jù)：設(shè)計(jì)所依據(jù)的任務(wù)書、資料、圖解等。 （ 4）鉆探目的：根據(jù)任務(wù)書分別說明主要鉆探目的層、次要鉆探目的層、或是為查明地層剖面、落實(shí)構(gòu)造。 （ 5）預(yù)測(cè)地層剖面及油氣水層位置：鄰井地層分層數(shù)據(jù)、設(shè)計(jì)井地層分層數(shù)據(jù)、設(shè)計(jì)井地層巖性簡(jiǎn)述、預(yù)測(cè)油氣水層位置。 （ 6）地層孔隙壓力預(yù)測(cè)和鉆井液性能及使用要求：鄰井地層測(cè)試成果、地震資料壓力預(yù)測(cè)成果、鄰井鉆井液使用及油氣水顯示情況、鄰井注水情況、設(shè)計(jì)井地層壓力預(yù)測(cè)、設(shè)計(jì)井鉆井液類型及性能要求。 （ 7）取資料要求：巖屑錄井、鉆時(shí)錄井、氣測(cè)或綜合錄井儀錄井、地質(zhì)循環(huán)觀察、鉆井液錄井、氯離子含量分析、熒光錄井、鉆井取心、井壁取心、地球物理測(cè)井、巖石熱解地化錄井、選送樣品要求、中途測(cè)試等。 （ 8）井身質(zhì)量及井身結(jié)構(gòu)要求：井身質(zhì)量要求，套管結(jié)構(gòu)。套管外徑、鋼級(jí)、壁厚、阻流環(huán)位置及水泥上返深度，定向井、側(cè)鉆井、水平井中靶要求（方位、位移、穩(wěn)斜角、靶心半徑等）。 （ 9）技術(shù)說明及故障提示：淺氣層提示，工程施工方面的要求，保護(hù)油氣層的要求，保證取全資料的要求，施工中可能發(fā)生的井漏、井噴等復(fù)雜情況等。在可能含硫化氫等有毒有害氣體的地區(qū)鉆井，地質(zhì)設(shè)計(jì)應(yīng)對(duì)其層位、埋藏深度及含量進(jìn)行預(yù)測(cè)， （ 10）地質(zhì)設(shè)計(jì)明確試油層位和試油方法，提出試油要求。 （ 11）應(yīng)根據(jù)不同勘探階段和井區(qū)地表?xiàng)l件綜合考慮確定棄井的方式和方法。 （ 12）地理及環(huán)境資料：氣象、地形、地物資料。地質(zhì)設(shè)計(jì)中應(yīng)標(biāo)注說明如煤礦等采掘礦井坑道的分布、走向、長(zhǎng)度和距地表深度；江河、干渠周圍鉆井應(yīng)標(biāo)明河道、干渠的位置和走向等。 （ 13）附圖附表：鉆井地質(zhì)設(shè)計(jì)文本中必須附全所有附圖和附表，附圖中應(yīng)有詳細(xì)標(biāo)注，并符合有關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)范。 （ 14）設(shè)計(jì)的變更和施工計(jì)劃的變更（包括：施工工序、進(jìn)度及非正常作業(yè)）應(yīng)在設(shè)計(jì)文本中有明確的要求及批準(zhǔn)程序。 開發(fā)井鉆井地質(zhì)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容 開發(fā)井地質(zhì)設(shè)計(jì)根據(jù)鉆探目的要求，參照探井的地質(zhì)設(shè)計(jì)內(nèi)容。 （四）地質(zhì)設(shè)計(jì)應(yīng)考慮的井控因素 地質(zhì)設(shè)計(jì)書中所提供的井位必須符合以下條件：油氣井井口距離高壓線及其它永久性設(shè)施不小于 75m；距民宅不小于 100m；距鐵路、高速公路不小于 200m；距學(xué)校、醫(yī)院、油庫(kù)、河流、水庫(kù)、人口密集及高危場(chǎng)所等不小于 500m。若安全距離不能滿足上述規(guī)定，由油（氣）田公司與管理（勘探）局主管部門應(yīng)組織相關(guān)單位進(jìn)行安全評(píng)估、環(huán)境評(píng)估，按其評(píng)估意見處置。含硫油氣井應(yīng)急撤離措施參見 SY/T 5087有關(guān)規(guī)定。 進(jìn)行地質(zhì)設(shè)計(jì)前應(yīng)對(duì)井場(chǎng)周圍一定范圍內(nèi)的居民住宅、學(xué)校、廠礦（包括開采地下資源的礦業(yè)單位）、國(guó)防設(shè)施、高壓電線、水資源情況和風(fēng)向變化等進(jìn)行勘察和調(diào)查，并在地質(zhì)設(shè)計(jì)中標(biāo)注說明；特別需標(biāo)注清楚諸如煤礦等采掘礦井坑道的分布、走向、長(zhǎng)度和距地表深度；江河、干渠周圍鉆井應(yīng)標(biāo)明河道、干渠的位置和走向等。 地質(zhì)設(shè)計(jì)書應(yīng)根據(jù)物探資料及本構(gòu)造鄰近井和鄰構(gòu)造的鉆探情況，提供本井全井段地層孔隙壓力、地層破裂壓力（裂縫性碳酸鹽巖地層可不作地層破裂壓力曲線，但應(yīng)提供鄰近已鉆井地層承壓檢驗(yàn)資料）和坍塌壓力剖面、淺氣層資料、油氣水顯示和復(fù)雜情況。 在已開發(fā)調(diào)整區(qū)鉆井，地質(zhì)設(shè)計(jì)書中應(yīng)明確提供注水、注氣（汽）井分布及注水、注氣（汽）情況，提供分層動(dòng)態(tài)壓力數(shù)據(jù)。鉆開油氣層之前應(yīng)采取停注、泄壓等措施，直到相應(yīng)層位套管固井候凝完為止。 在可能含硫化氫等有毒有害氣體的地區(qū)鉆井，地質(zhì)設(shè)計(jì)應(yīng)對(duì)其層位、埋藏深度及硫化氫等有毒有害氣體的含量進(jìn)行預(yù)測(cè)。 三、工程設(shè)計(jì) 鉆井工程是一個(gè)多學(xué)科、多工種的大系統(tǒng)工程。鉆井工程設(shè)計(jì)是以現(xiàn)代鉆井工藝?yán)碚摓闇?zhǔn)則，采用新的研究成果，以現(xiàn)代計(jì)算技術(shù)用最優(yōu)化科學(xué)理論去設(shè)計(jì)和規(guī)劃鉆井工程中的工藝技術(shù)及實(shí)施措施。 （一）工程設(shè)計(jì)的目的 鉆井是油氣勘探與開發(fā)的重要環(huán)節(jié)，是實(shí)現(xiàn)地質(zhì)目的和產(chǎn)能建設(shè)的必要手段。鉆井工程設(shè)計(jì)的目的是確保油氣鉆井工程順利的實(shí)施和質(zhì)量控制，實(shí)現(xiàn)安全、優(yōu)質(zhì)、高速和經(jīng)濟(jì)鉆井，順利完成地質(zhì)鉆探目的，開發(fā)并保護(hù)油氣資源；并為鉆井工程提供預(yù)算的依據(jù)。 鉆井隊(duì)必須遵循鉆井工程設(shè)計(jì)施工，不能隨意變動(dòng)，如因井下情況變化，原設(shè)計(jì)確需變更時(shí)，必須提交有關(guān)部門重新討論研究。因此，鉆井工程設(shè)計(jì)的科學(xué)性、先進(jìn)性、經(jīng)濟(jì)性、安全性和可操作性對(duì)鉆井工程作業(yè)的成敗和油氣勘探與生產(chǎn)的效益起著十分關(guān)鍵的作用。 （二）工程設(shè)計(jì)前的準(zhǔn)備工作 鉆井工程設(shè)計(jì)前必須進(jìn)行技術(shù)調(diào)研，其主要內(nèi)容包括： 地層地質(zhì)狀況 復(fù)雜不穩(wěn)定井段；各層巖石可鉆性；各層巖石理化特性和礦物組分；各層地層傾角和層理、節(jié)理發(fā)育情況；地應(yīng)力異常情況；鉆定向井、大斜度井、水平井時(shí)，還應(yīng)該了解鉆井所在地區(qū)的地磁場(chǎng)磁偏角等。 施工井鄰井及所在地區(qū)的鉆井狀況 （ 1）井身結(jié)構(gòu)：套管程序，各層套管的鋼級(jí)、尺寸、壁厚，各層套管水泥上返高度和封固情況。 （ 2）鉆井液：鉆井液總成本，各井段所用鉆井液類型，性能、添加劑名稱、使用數(shù)量以及成本．各井段鉆井液更替或處理調(diào)整的井深、用量、配方、小試驗(yàn)數(shù)據(jù)以及有關(guān)井漏、并塌、電測(cè)等方面的問題。 （ 3）鉆頭使用：各井段所用鉆頭的類型、尺寸、噴嘴、下井日期，起出時(shí)問、起出原因、鉆頭進(jìn)尺、機(jī)械鉆速、鉆壓、轉(zhuǎn)數(shù)、水力參數(shù)、泵壓、泵沖數(shù)、泵缸套直徑以及更換情況、鉆頭起出狀況 (包括牙齒、軸承磨損、直徑變化等 )、每米成本、井下有無(wú)異常情況等。