资源描述：
《地层破裂压力预测模式的探讨_黄荣樽》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、更夕4年8华东石油学院学报第4期地层破裂压力预测模式的探讨黄荣博(钻井教研室)`要提地层破裂压力的预测对于石油工程的许多设计和施工都是十分重要的。近二十,,年来国外不少学者提出了不同的预浏破裂压力的模式但是这些模式均未全面地,。步及影响的各种因素因此都不具有普遍的意义本文从存在地质构造力而产生非,,均匀地应力场的一般情况出发分析井壁岩石呈现破裂的应力条件以及考虑若层,本身的强度性质提出了新的预测模式并对模式中所包含的各项参数的确定方法进行了分析讨论。利月胜利、大港和长庆三个油田的油层水力压裂数据,对几种预测模式做了验算。,,比较结果表
2、明本文模式的预测准确性最高与实测值的误差相比。小于5~10%,、地层破裂压力(梯度)的确定是地层压力检测的一个重要组成部分它对于钻井完井、油气井压裂增产措施都是很重要的。对于钻井来说,准确地掌握地层破裂压力梯度可以预防漏、喷、塌、一卜事故的发生,也是制定泥浆方案和设计套管程序,确定套管下入深度等的重要依据。一、对现有预测破裂压力模式的评价,,。关于计算地层破裂压力的模式至今已有多种但都很不完善最早研究地层水压致裂uer,。,。attes,机理的是休伯特和威利斯(HbbW川重1957)川2967年马休斯和凯利(、Ihwe,Kily)川在
3、休伯特和威利斯研究的基础上结合钻井过程的地层破裂压力提出了预测模,即:式Pi=P;十i一PpK(S)(艾):P:;式中地层破裂压力Pp—;地层孔隙压力—;S上覆岩层压力;—;K随井深而变化的慕岩应力系数—.一·,、2由于马休斯和凯利认为上覆岩层仄力梯度等于1。磅/英l英尺是不随深度变化的常,;;,,数因而不符合实际情况也由于K值需要大量实际压裂资料来确定且因地而异所以335未得到推广应用。,”””“`””3,年依顿(E,〔〕提出了上覆岩层压力梯度不是常数而是深度的函数其值可由,。i密度侧井曲线求得这是个很大的进步依顿把式(1)中的K值
4、具体化为,tl/1一声(召一岩层的“”),:波松比提出的预测破压模式是之一子P:=P。卜(一PpS)(2)1一声l,“”,,依顿认为岩层的波松比是随深度变化的其值由地层破裂试验按(2)式反算求得他绘制了美国墨西哥湾沿海地区的地层的拜,2)值随深度变化的曲线认为(式适用于象墨“”。,西哥湾那样的所有连续沉积盆地但是按(2)式反算的那值并非岩层的真正波松比,而是包罗了(2)式中所没有考虑进去的其它影响破裂压力的各种因素的一个系数它往往0.抓4J。超过了材料的波松比极限值依顿公式没有考虑井壁应力集中的影响和地层破裂的真,,,实起因因此公式(
5、2)和(1)一样P实际上只是使地层中已有的裂缝重新张开所必需的,。因压力更没有考虑到不均匀的原地应力或地质构造力对地层破裂压力的作用此依顿法使,,。用在其它不同于墨西哥湾的地区例如德克萨斯西部地区是不成功的1973“ro,年安德森(AndoJI)1s[等探索从电侧资料中获得足以确定地层破裂压力的系数,通过毕奥特B(考虑到井壁上应力集中的影响oi)t的弹性多孔介质的应力/应变关系式导:出破裂压力模式为2声之Pf二刃Pp+一刃Pp(S)(3)1一以:。式中刃与岩石的压缩性有关的系数特查希(To—rzdahi)根据试验结果,认为对多数沉积岩
6、可取刀=1,于是(3)式简化为:p2产pP:=P十(s一P)(4)1一l艺,安得森研究了砂岩层的泥质含量与波松比的关系认为只要从电测资料中掌握砂岩的泥质含,。,量可以间接地确定它的八值但是这个关系式是随砂岩的结构特点而变的且除砂岩以外。的其它地层的破裂压力仍无法预测在导出式(3)和式(4)时也没有计入地下构造应力。的影响,所以该预测破压的模式亦不具有普遍意义198。年美国勘探测井公司EXLOG)[4,12](提出了在预侧破裂压力的模式中考虑构造应,,:力的问题但又做了均匀水平向构造应力的假设所得出的预测破压的模式是召+一ppPf=Pp
7、+“(S,1一声忿):,。式中夸构造应力系数可由试测破裂压力推算—,,可以看出EXLOG公式只是依顿公式的改进它虽然估算了构造应力的影响但是又忽视了水平。1.6向最大的和最小的主地应力很少是相等的事实在一般情况下两应力的比值约为,,。~3在个别地区两者的差别甚至达到7倍之多川这说明EXLOG模式还需要改进,EXLOG建议采用声波法实验测定岩样的波松比值但并未考虑地下压力对岩层波松比的影,。响因此也有待进一步研究完善一,_L述儿个模式中均做一r地层零抗张强度的假设,也影l。此外响了预测破仄的准确性综_L所述,有必要推导出一个比较全面地考
8、虑各种影响因素的、具有普遍意义的预测地336层破裂压办的新模式。二、新的预测破裂压力模式的推导。图为设想的离1地表D深处的一个井眼水平截面上的受力情况简图如暂不考虑岩层中p,,孔隙压力P的作用且假设井眼中的洗井液在井壁上
