安棚油田地应力及安全钻井液密度范围的测井确定方法

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1、维普资讯http://www.cqvip.com学兔兔www.xuetutu.com第25卷第1期钻井液与完井液VoI．25NO．12008年1月DRILLINGFLUID&COMPLETIONFLUIDJanu．2008文章编号：1001—5620(2008)01—0063—04安棚油田地应力及安全钻井液密度范围的测井确定方法申辉林朱玉林(中国石油大学(华东)地球资源与信息学院，山东东营)摘要针对安棚油田的地质特征，对地应力计算经验模型进行了优选，根据选出的地应力计算模型的理论基础和井壁岩石的破裂机理，确定出了适合安棚油田的地层破裂压力和坍塌压力的计算模型。采用测井资料计算了模型中的各

2、种中间参数，实现了对地应力、地层破裂压力以及坍塌压力的连续计算。在此基础上，综合使用地层压力、地层破裂压力以及坍塌压力等因素确定出了安全钻井液密度范围。利用该方法对安棚油田b252和an2051井的资料进行了处理。结果表明，利用测井资料计算得到的地应力值和安全钻井液密度范围是准确的，能满足现场钻井施工的需要。关键词安全钻井液密度窗口测井资料地应力中图分类号：TE254．1文献标识码：A由于测井资料容易收集、成本低且数据连续，能田的最小水平主应力，因为Newberry模型适用于计算各种岩石力学参数，进而计算地应力、地层破裂低渗透且有微裂缝地层。该模型在假设地层水平应压力和坍塌压力，使得测井

3、技术成为研究井壁稳定变为零的前提下，由虎克定律推导出公式为嘲：性的重要手段。安棚油田是河南油田的主力开发油一(一aP)+Pp(2)上——“田，常用测井分析软件进行安棚油田井壁稳定性分在确定最小水平主应力“的基础上，最大主应析，但效果不理想。因此，根据安棚油田的地质特力n则可以通过应力非平衡系数表达式估算[3]：征，研究出了适合该油田的地应力、地层破裂压力及O'H坍塌压力的计算方法，为安全钻井液密度范围的设一一+是[卜⋯DminLJh、axmm]]12,(3)计提供合理依据。f^一Gh—坐一(一aPp)+Pp1地应力确定【H一h(4)1．1地应力计算模型优选式中，P为地层孔隙压力，MPa；

4、为地层的泊地应力一般用垂向应力、最大水平主应力和最松比，无量纲；E和E分别为地层和骨架的杨氏模小水平主应力表示。对于垂向应力的确定，普遍采量，MPa；a为有效应力系数，无量纲；Di和D⋯为用垂向应力等于上覆岩层重力的假设[1]，即：双井径的最大值和最小值，cm；是为刻度系数，取值rH范围为1～3。一0．001g(poHo+fdh)(1)’JH0。1．2用测井资料确定模型中的参数式中，为垂向应力，MPaP为地层的体积密泊松比和杨氏模量等弹性参数可由密度测井资度，g／cm。；po为处理研究井段顶界至井口的地层密料和声波测井中的纵、横时差资料计算得到：度平均值，g／cm。；H。为处理井段顶界深

5、度，m；H220~一一—=(5)为处理井段底界深度，m。当前，地应力计算经验模_下型较多，在实际应用过程中应进行优选。安棚油田E一(3At2,--4At~)．×10。(6)地层微裂缝较发育，储层平均孔隙度为4．57，平At(At一At)⋯。。，、均渗透率为1．09×10tLm，属低孔、低渗油气藏。卜一4Vmas)—一¨根据以上地质特征选择Newberry模型计算安棚油第一作者简介：申辉林，副教授，1962年生，中国石油大学(华东)在读博士，长期从事测井方法及资料综合评价的教学与研究工作。地址：山东省东营市中国石油大学(华东)地球资源与信息学院；邮政编码257061；电话135899700

6、06；E-mail：hlshin006@sina．corn。维普资讯http://www.cqvip.com学兔兔www.xuetutu.com64钻井液与完井液2008年1月式中，△￡和△￡分别为地层纵、横波时差，／~s／m；式中，，，和分别为有效径向应力、周向应力和和p分别为地层体积密度和骨架密度，g／cm。；V垂向应力，MPa；P为井内液柱压力，gPa；0为井壁和分别为地层的纵、横波速度，m／s；V和上某点与水平最大地应力在逆时针方向上的夹角，⋯分别为地层骨架的纵、横波速度，m／vS。(。)。由于该油田地质特征符合Newberry模型的应上述由测井资料计算得到的泊松比和杨氏模量用条

7、件，根据该模型，水平方向上的有效应力系数a称为动态参数，是在高频率、低载荷条件下测量获得取1。因此井壁处的有效主应力分布力学模型如下。的，而地应力计算中使用的静态弹性参数，是在低频f==：P一Pp{．率、高载荷条件下测量获得的，更能体现赋存在地层口一(H+O'h)一2(H一)cos20--Pw—Pp(12)中的应力。实际应用时，静态参数由动态参数转换l一一2(H一h)cos20--Pp得到。研究中引用辽河油田的试验结果¨4]：2．2