地层三个压力剖面预测技术现状与发展趋势ppt课件.ppt

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1、地层三项压力预测、监测技术的研究现状和发展趋势1汇报内容地层三项压力在钻井中的重要性地层三项压力预测的基本原理地层三项压力预测、监测技术研究现状我们的研究特色本研究的应用推广情况目前存在的问题进一步研究设想2一、地层三项压力在钻井中的重要性是井身结构设计的基础是泥浆密度设计的基础是泥浆体系设计的重要参考资料是预防和减少井下复杂的关键是提高井眼质量的重要手段3二、井壁稳定的基本原理地层三个压力的概念孔隙压力地层孔隙压力是指地层中孔隙流体的压力。坍塌压力地层坍塌压力是指井壁产生剪切破坏时的临界井眼压力。破裂压力地层破裂压力是指地层产生拉伸破坏时的临界井眼压力。42

2、.1井眼围岩应力分布规律应力强度直井线弹性井眼围岩应力分布斜井线弹性井眼围岩应力分布直井非线性井眼围岩应力分布直井弹塑性井眼围岩应力分布5直井线弹性井眼围岩应力分布规律假设：地层为线性、均质、各向同性弹性体。Hh6hHhhH-h7则，井眼围岩应力分布规律为：82.2强度破坏准则拉伸破坏准则3=-t是水力压裂的起点或井漏的起点。maxmin9MOHR-COULOMB破坏准则岩石沿某一面发生剪切破坏，不仅与该面上剪应力的大小有关，而且与该面的正应力有关。岩石并不沿着最大剪应力作用面产生破坏，而是沿着其剪应力与正应力达到最不利组合的某一面

3、产生破裂。即：f=0+f在、坐标系下，上式为一直线方程。10/4-/211HOEK-BROWN破坏准则1最大主应力；3最小主应力c单轴抗压强度；mbHOEK-BROWN常数s，a岩体特征常数12Griffith断裂准则1313裂纹尖端周向应力：14Griffith断裂准则152.3坍塌压力的计算Mohr-Coulumb准则直井坍塌压力表达式：162.4破裂压力的计算拉伸破坏准则：破裂压力表达式：17三、地层三项压力研究历史及现状（1）八十年代以前，地层孔隙压力以监测为主，如页岩密度法、DC指数法等。地层破裂压力预测处于经验模式阶段，

4、如马修斯-凯利模式、伊顿模式等。没有地层坍塌压力的概念。八十年代，提出了地层坍塌压力的概念，并从理论上对地层三个压力进行了公式推导。九十年代，实用技术开发阶段。18三、地层三项压力研究历史及现状（2）室内实验研究方法（研究院）地震层速度法（石大北京）常规测井资料法（华北钻井所、石大）页岩比表面积法（Exxon)人造岩心法(Norway)岩屑法(Amoco、石油大学）LWD、SWD法（厂家）经验模式法（USA)19（3.1）室内实验研究方法基本原理地应力井壁应力强度准则坍塌压力破裂压力特点：岩心来源有限、成本高、可操作性差、精度高。20（3.2）地震层速度法基本

5、原理地震层速度地应力地震层速度强度参数计算坍塌压力和破裂压力特点：数据来源广泛、成本低、单因素相关性差、精度低。21（3.3）常规测井资料法基本原理纵横波时差、密度、自然地应力纵横波时差、密度、自然强度参数计算坍塌压力和破裂压力特点：数据来源广泛、成本低、相关性好、精度较高。22（3.4）页岩比表面积法基本原理恒定地应力梯度页岩比表面积强度参数计算坍塌压力和破裂压力特点：处理过程复杂、成本较低、相关性较差、精度较低。23（3.5）人造岩心法基本原理恒定地应力梯度人造岩心强度实际岩心强度参数计算坍塌压力和破裂压力特点：处理过程简单、成本较低、相关性一般、精度

6、一般。24（3.6）岩屑法基本原理岩屑的显微硬度、塑性系数、纵横波速度、密度地应力岩屑的显微硬度、塑性系数、纵横波速度、密度强度参数计算坍塌压力和破裂压力特点：处理过程简单、成本低、相关性好、精度较高、监测。25（3.7）LWD、SWD法基本原理测量参数地应力测量参数强度参数计算坍塌压力和破裂压力特点：设备要求高、处理过程简单、相关性和精度取决于测量参数的多少。26（3.8）经验模型法基本原理孔隙压力：声波时差法、电阻率法、页岩密度法，可接LWD数据。坍塌压力（无）破裂压力经验模式：马修斯-凯利法、伊顿法。特点：简便、成本低，精度有限。27三、地层三项压力研究

7、历史及现状（3）需求：钻井全过程地层三个压力如何确定所有钻遇地层的力学参数如何确定所有钻遇地层的地应力如何考虑水基钻井液对地层参数的影响。28四、我们研究的创新性分层地应力确定技术反分析法确定地层的原位强度关联数据库可分层确定地应力、弹性模量、泊松比、强度、有效应力系数、地层三个压力定井深计算分段推荐地层三个压力29并联弹簧模型TE1E430反分析法确定地层的原位强度压力预测精度取决于两种数据：地应力和强度数据。实验法结果常规测井法结果自适应井壁稳定技术结果31五、本技术应用推广情况89年起开始研究，经过八五攻关，初步形成了一套预测方法，并在水平井中进行了应

8、用。滩海新区事业部GH3-1井的成功应