孔隙型碳酸盐岩储层破裂压力预测技术研究

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1、孔隙型碳酸盐岩储层破裂压力预测技术研究摘要地层破裂压力是钻井和压裂设计所需的基础参数之一，准确的预测该参数对于预防钻井事故及确保压裂成功都有着重要的意义。本文研究的主要目标是综合考虑储层地质、油藏、岩石力学特性等因素，建立适当的破裂压力定量预测模型，预测塔中地区中41井奥陶系基质孔隙型碳酸盐岩储层的破裂压力。研究的主要内容有：（1）破裂压力预测模型需要考虑热应力本文总结了破裂压力预测模型中Hubbert-Willis模式和Haimson-Fairhurst模式的形成发展过程，对每种模型的进步与不足进行了分析，提出了随着压

2、裂施工深度的加大，破裂压力预测模型中需要引入温度项的观点。（2）孔隙度代替低孔碳酸盐岩触点孔隙度以理论分析结合数学模型，指出了现有触点孔隙度估算式的缺陷，对触点孔隙度的分布规律展开研究，建立了新的估算式，结合塔中奥陶系碳酸盐岩储层“以基质孔隙型为主，物性相对较差，整体上基质孔隙度不高，且裂缝、孔洞系统欠发育”的特点，选择用孔隙度代替触点孔隙度做计算。（3）地应力计算模型的建立及分析以多孔介质双重有效应力理论为基础，结合地质力学知识，建立了水平地应力的计算模型。用双重有效应力原理解释了Biot系数与孔隙度之间的关系，在此基

3、础上指出在地应力的计算中采用孔隙度作为有效应力系数更准确。（4）破裂压力预测模型的建立及分析分析了造成塔中地区高破裂压力的主要原因，以多孔介质双重有效应力理论为基础，结合弹性力学、热弹性力学知识，建立了考虑热应力的地层破裂压力预测模型，并通过数值模拟和正交试验，对破裂压力预测模型中的各因素进行了显著性分析，结果与塔中高破压的原因一致。（5）中41井破裂压力预测必须考虑热应力由测井资料提取岩石力学参数，通过建立的破裂压力模型计算中41井施工井段地层破裂压力。结果显示，在对中41井破裂压力进行预测时温度的影响不容忽视。岩石线

4、膨胀系数的确定还有待进一步研究。关键词孔隙型碳酸盐岩；破裂压力预测；双重有效应力；热应力IIIAbstractFormationfracturingpressureisabasicparameterofdrillingandfracturingdesigns.Anaccuratepredictionoffracturingpressureisofgreatsignificanceforavoidingdrillingaccidentandensuringfracturingstimulation.Theprimaryob

5、jectiveofthispaperistoestablishaquantitativefracturingpressurepredictionmodelconsideringvariousfactorssuchasstructuralgeologyfeature,reservoircharacterizationandrockmechanicspropertyandtopredictthefracturingpressureoftheOrdovicianmatrixporouscarbonatereservoirinC

6、entralTarimBasin.Thispaperpresented:（1）ThermalstressisneedtobeconsideredThispaperhassummarizedtheformationanddevelopmentprocessoftheHubbert-WillismodelandHaimson-Fairhurstmodelinfracturingpressurepredictionandanalyzedtheiradvancesanddeficiencies.Thermalstressisne

7、edtobeconsideredwiththeincreaseoffracturingoperationdepth.（2）ReplacingthecontactporositybyporosityBasedonthetheoreticalanalysisofmathematicalmodel,thispaperhaspointedoutthelimitationsofcurrentestimationformulaforcontactporosity.Afterstudiedthedistributionlaw,this

8、paperhaspresentedanewestimationformula.ConsideringthattheOrdoviciancarbonatereservoirinCentralTarimBasinhaslowporosity,cavityandfracturedevelopment,thecontactp