碳酸盐岩地层井壁稳定性测井评价方法研究

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1、西南石油学院硕士学位论文碳酸盐岩地层井壁稳定性测井评价方法研究姓名：刘之的申请学位级别：硕士专业：地球探测与信息技术指导教师：夏宏泉;任兴国20040401摘要随着油气田勘探难度的加大，测井技术在石油工程中的应用越来越重要，尤其是用于井壁稳定性的定量评价。井壁失稳问题在碳酸盐岩剖面中也较常见，其井壁失稳的地层主要集中在地应力不平衡、裂缝性及易破碎的硬脆性灰岩和盐膏岩等地层。论文针对川东北部地区三叠系地层在钻井过程中遇到的井喷、井漏、井塌和卡钻等井下复杂问题，充分利用测井资料的连续性、经济性、可靠性及分辨率高等优势，重点开展了岩石力学

2、参数测井计算方法、地应力和三个地层压力测井预测模型、安全泥浆密度窗口确定以及井壁失稳机理和预防对策等研究工作。论文从井壁围岩受力情况分析出发，分析了现有的岩石力学参数测井计算模型，提出了缺乏横波时差测井资料时岩石泊松比的测井计算方法，同时研究了利用常规测井资料和成像测井资料确定地应力大小和方向的方法。针对碳酸盐岩地层孔隙压力预测相对较难这一问题，采用有效应力法对碳酸盐岩地层孔隙压力进行了预测，结果表明，在碳酸盐岩剖面地层孔隙压力预测中该法具有较高的精度。在分析比较几种常用的剪切破坏准则并优选出摩尔一库仑准则的基础上，构建了地层坍塌压

3、力测井计算模型。充分考虑到碳酸盐岩剖面孔隙性地层和裂缝性地层中岩石抗张强度对地层破裂的影响，建立了地层破裂压力测井计算模型。针对研究工区高陡构造发育，地层倾角较大等实际情况，分析探讨了地层倾角和井斜角对地层坍塌压力和破裂压力的影响，并给出了泥浆密度附加值计算公式。基于所构建的三个地层压力的测并计算模型，给出了防止研究工区碳酸盐岩地层井壁失稳的安全泥浆密度窗口。6

4、简要介绍了碳酸盐岩井壁失稳的常见类型，并分类研究了其崩落机理。根据实际钻井过程中所遇到的各种引起井壁失稳的因素，提出了防止井壁失稳的对策。同时给出了利用地震层速度预测地应力

5、的BP神经网络模型，以在钻前预测井壁稳定性。在上述方法模型研究的基础上，结合川东北部地区罗家寨和紫水坝构造飞仙关组地层的实际情况，编制了一套适合于碳酸盐岩地层井壁稳定性测井评价应用程序，并应用于罗家9井和紫2井等多口井的井壁稳定性测井评价处理中，所计算的地应力、三个地层压力及确定的安全钻井泥浆密度窗口得到了实际生产的验证，能够满足于现场实际钻井工程的需要。关键词：井壁稳定测井资料碳酸盐岩地层孔隙压力地应力地层坍塌压力地层破裂压力泥浆密度安全窗AbstractWiththeincreasingofexplorativedifficul

6、tyinoilandgasfield,theapplicationofloggingtechnologyinpetroleumengineeringhasbeenbecomingmoreandmoresignificant．Especiallyinwellfacestabilityevaluationproblem．Thelosingstabilityformationofcarbonateprofilemainlyconcentrateintheseformations，inwhichstresslostbalance，saltr

7、ockwithcreepdeformationproperty,andfissureformationalongwithhard—fragilelimestoneformation．Thisdissertationisaimedatthedrillingengineeringaccidents，suchasthewellspout，wellleak，wellcollapseandwedgingofdrilltoolduringthedrillwellprocessinthetriassicformationinnorth·easto

8、fSichuan．Theresearchworkofthecalculatingmodelofrockmechanicsparametersusingloggingdatum，theloggingpredictionmodelofthestressandthreeformationpressure，anddeterminingthesecurewindowofmuddensityandtheboreholewalllosingstabilitymechanismandtheprecautionmakingfulluseoftheme

9、ritofcontinuity,economicalefficiency,reliabilityandhighresolutionoflogginginformation．Thedissertationbeginwithanalyzi