地应力测试及其在勘探开发中的应用

对国内外地应力测试与应用工作现状进行了综合分析。论述了地应力的分布规律,地应力的矿场和岩心测试方法,地应力的计算及其在油气勘探开发中的应用等。分析了水力压裂法,井壁崩落法,声发射法等地应力测试方法的原理,应用范围及计算方法,对目前应用的测试方法中存在的问题进行了研究,并指出了进一步发展的方向及需要解决的主要问题,结合油气勘探开发的需要,对油田开展地应力研究问题提出了建议。     

地应力在油气勘探开发中的应用

随着油气勘探开发技术的日趋成熟以及对地应力研究认识的逐渐深入,人们发现在油气勘探开发过程中众多的问题都与地应力有着密切的关系,油气勘探开发对地应力研究的需求也越来越大,但地应力在油气勘探开发过程中的应用仍不够广泛和深入。该文通过介绍地应力的研究现状以及在油田勘探开发中的应用,主要阐述了地应力在油田勘探开发过程中对注采井网部署、压裂设计优化、油气富集区域预测等方面的影响,以此说明地应力在油田勘探开发过程中的重要性。     

地应力的测井计算与标定方法

随着油气勘探开发的不断深入,地下油气储层的地应力分析也越来越受到重视。在油气勘探开发的过程中,诸如油气的运移、钻井过程中井壁的稳定性、采油过程的出砂、注水开发中的井网布置与调整、储层裂缝的发育状况等均与地应力有十分密切的关系。测井资料具有数据丰富、成本低、数据连续的优点,通过优选适当的模型,可以利用测井资料计算岩石的地应力大小。在利用测井资料计算地应力的基础上,根据Kaiser实验及现场水力压裂资料对计算的水平最大、最小主应力进行标定,建立了标定后的地应力计算模型。通过实际资料的计算与检验,证明了经刻度后的地应力模型更能真实反映实际地应力大小。     

有限元法开展油气储层地应力研究综述

储层古今地应力场研究在油气勘探开发中发挥着日益重要的作用,有限元法进行地应力模拟有着自身的优势.介绍了有限元方法开展油气储层地应力模拟研究的原理与流程,总结了模拟过程中所需的基本资料及其获取方法,分析了研究成果在油气运移、天然裂缝系统分布以及油气开发等领域的应用.     

油气勘探开发项目中评价理论研究

油气勘探开发项目评价是油气勘探开发项目管理的重要内容之一,也是提高项目决策科学性的一个重要环节。近年来油气勘探开发项目评价趋向于对项目整个生命周期的全过程评价,强调对项目建设过程的控制,由此提出了油气勘探开发项目中评价。油气勘探开发项目中评价能加强对项目实施过程的控制,及时进行调整,纠正出现的问题,保证项目实现良好的经济效益。在分析油气勘探开发项目中评价含义的基础上,指出其阶段性、预测性、时间、规模、反馈性、技术要求、评价内容侧重性等特点,研究了油气勘探开发项目中评价目的,对其评价方式、应用条件进行了界定,指出了油气勘探开发项目中评价应注意的问题。     

成像测井资料在地应力计算中的应用

准确计算地应力的大小和方向不仅与井壁稳定等钻井工程问题有密切关系,而且叶于油气田开发也有着重大意义。目前,成像测井资料在地应力计算中的应用研究不够深入,文中给出了地应力大小的成像测井计算方法,并对成像测井确定地应力方向的方法作了概述,利用该法时川东地区紫水坝构造紫2井的地应力进行了测井解释,结果表明,该法能够较准确地确定出地应力的大小和方向,能够满足于现场实际生产的需要     

川东北山前高陡构造地应力精细计算方法

摘 要：川东北地质构造极其复杂,80% 以上都是山前高陡构造。复杂的构造条件给油气资源的勘探开发带来了极大的挑战,特别是对该区地应力大小、方向及展布规律的认识不清,给油气建井带来了很大困难。充分利用测井资料的连续性、经济性和高分辨率等优势,综合运用数理统计方法以及计算机综合成图技术,对该区的岩石力学参数和地应力进行了精细计算与研究,重点建立起适合川东北高陡构造的垂向应力离散分析模型以及水平应力精细求解公式。同时,提出了平均水平应力的概念和取值范围,并针对研究工区实际地质情况进行了深入计算和检验。所取得的成果大幅度提高了对川东北山前高陡构造地应力的计算精度和展布规律的认识     

我国油气运移的研究现状与展望

我国油气运移研究现状具有下列特点 :(1)瞄准世界科技前缘 ,加强油气运移基础理论研究 ;(2 )应用高科技新技术研究油气运移 ;(3)综合运用地温场、地压场、地应力场研究油气运移 ,探讨了油气成藏动力学机理 ;(4 )综合地震、测井、地质等多学科信息研究流体势 ;(5 )油气运移地球化学研究有了显著进展 ;(6 )油气田勘探开发过程中油气二次运移研究有了可喜的开端 ;(7)我国油气运移研究队伍日益壮大。鉴于油气运移是一个技术难度较大的研究领域 ,问题复杂 ,在今后的研究工作中 ,要进一步加强基础理论研究 ,紧密联系实际 ,为油气勘探开发服务     

塔里木顺托果勒地区地应力方位的室内求取

确定地层地应力地理方位对油气资源的高效开发具有重要的意义,通过提出的利用波速各向异性结合古地磁岩心定向来确定地应力地理方位的新方法研究了塔里木盆地顺托果勒地区的地应力方位分布情况。现场应用表明:顺托果勒地区最小水平地应力方位布局较为清晰,大致以NE走向分布;新方法测试结果具有较高的精度和可靠性,可为该区块的勘探、开发提供重要基础数据支撑;且具有岩心利用率高、可操作性强、成本低等优点,具有很好的推广应用价值。     

塔里木顺托果勒地区地应力方位室内求取

确定地层地应力地理方位对油气资源的高效开发具有重要的意义,通过本文提出的利用波速各向异性结合古地磁岩心定向来确定地应力地理方位的新方法研究了塔里木盆地顺托果勒地区的地应力方位分布情况。现场应用表明：顺托果勒地区最小水平地应力方位布局较为清晰,大致以NE走向分布;新方法测试结果具有较高的精度和可靠性,可为该区块的勘探、开发提供重要基础数据支撑;且具有岩心利用率高、可操作性强、成本低等优点,具有很好的推广应用价值。     

裂缝性致密储层待破裂区影响的压裂物模实验研究

在水力压裂过程中,天然裂缝尖端附近会发育许多待破裂区,在宏观裂缝形成前产生微裂隙,最终影响水力裂缝的扩展规模。为有效增加裂缝性致密储层的缝网规模,针对待破裂区开展真三轴水力压裂模拟实验,探究待破裂区域的影响机制。选取致密灰岩露头,精细刻画了裂缝性致密储层露头压前压后裂缝形态,分析了天然裂缝形态、待破裂区域以及泵注参数对裂缝性致密储层改造效果的影响,结果表明:待破裂区,即断裂过程区,主要发育在井筒周围;声发射监测结果显示,在注入压力达到破裂压裂前,岩石内部已经发育大量待破区,决定了裂缝的起裂位置和初始扩展路径,压裂过程中排量的突然提高会使待破裂区迅速沟通形成裂缝,随后逐渐扩展。当水力裂缝延伸到层理面后,随排量阶梯式增加,泵压提高,会使层理面附近发育新的待破裂区,进而影响到水力裂缝的转向、分叉或是否穿透天然裂缝。     

层状介质中水力裂缝的垂向扩展

应用岩石力学的理论与方法，建立了层状介质中水力裂缝垂向扩展的数值模型，分析了地应力剖面、地层断裂韧性、压裂液密度及作业参数对缝高剖面形态的影响．研究结果表明，地应力剖面是影响裂缝垂向扩展范围和扩展方向的主要因素，岩层断裂韧性对裂缝的垂向扩展有明显的止裂作用，压裂液沿缝高方向的流动压降对裂缝高度有较大影响．在一定地层条件下，裂缝是否向隔层扩展以及扩展范围的大小主要取决于作业压力的高低．该方法可用于预测水力裂缝缝高剖面形态     

前置酸压裂技术在低渗透油田中的研究与应用

鄂尔多斯盆地石油开发已步入攻坚啃硬阶段,随着石油勘探开发的不断深入,油田增储上产速度不断加快,致密储层资源量所占比例越来越大。对于采取常规水力压裂改造后的油井,日产量偏低、稳产期短。前置酸压裂技术可以改善井筒、裂缝与地层之间的渗流条件,达到提高单井产量的目的,是油田油井储层改造的新技术。为了证明前置酸压裂技术的增产效果,在靖边油田选取了三口长6储层试验井,并进行了现场试验,实验结果表明该技术可以在低渗透油田中应用且增产效果明显。     

美国致密油开发关键技术

 中国致密油储量丰富, 但目前国内的致密油开发技术还处于探索阶段。美国的致密油开发技术在全球致密油开发技术中最为成熟, 具有非常重要的借鉴意义。从美国致密油开发过程分析看, 可以发现水平井技术和水力压裂技术是推动致密油成功开发的关键, 而与之相配套的技术工艺与工具, 包括水平井布井方式、旋转导向工具、行走式钻机、分级/分段改造工艺及工具等, 是致密油开发技术最重要的组成部分。通过对美国致密油钻井及水力压裂的相关关键技术的认识, 对其开发过程中钻井工艺、配套工具及钻井设备和压裂工艺、分段改造工具及压裂施工参数进行了总结。对比目前中美致密油开发技术, 认为加强国际间技术合作及相关技术的自主研发, 是推动国内致密油高效开发的关键。     

高压水射流深穿透射孔增产机理研究

高压水射流技术是切割破岩、清洗除锈、油田增产的新技术。在分析钻井侵入带和常规聚能射孔压实带对油井产量影响的基础上 ,探讨了高压水射流定向深穿透射孔的油井增产机理。研究结果表明 ,采用高压高速射流技术 ,可以切割破岩、减轻近井地带应力集中和穿透近井污染带 ,其结果可以使油井获得增产增注。讨论了该技术用于定向射孔压裂进行油藏改造的可行性     

油田深部地层地应力测定的新方法

介绍了用声发射法测定深部地层地应力的原理，提出了一套利用声发射凯塞尔效应和抹录不尽现象，通过室内循环加载来准确测定井下岩样所受的３个主地应力的新方法，并对岩样的准备、实验参数设置及岩样恢复时间等因素对试验结果的影响进行了分析．用３个油田的现场地应力的实测结果进行了准确性验证，结果表明，精度可达要求     

鄂尔多斯盆地现今地应力测量及其在油气开发中的应用

油气田开发中实施水力压裂措施、部署和优化注采井网必须考虑现今地应力方向、大小及其分布规律.通过岩石声发射法、钻孔井臂崩落法、古地磁定向岩石差应变法以及岩石压缩等实验方法,测定了鄂尔多斯盆地伊陕斜坡区现今主应力大小和方向,并以吴旗探区为例,讨论了现今地应力在油气开发中的初步应用.认为伊陕斜坡区不同深度砂岩的现今最大水平主应力(δ1)值介于20.3～60.01MPa之间,与深度线性相关性好,相关系数=0.952;现今最大水平主应力方向为NE-NEE-近EW向,由盆地西南(西)向东北(东)方向逐步偏转变大.在现今应力状态下,吴旗探区中生界延长组长6储层NNE-NEE向裂缝系统在水力压裂过程中将首先启动张开并连通,最先形成有效主渗流通道,随着外界流体压力逐步增大,NW及NWW向裂缝系统可成为次级渗流通道;同时认为长61储层人工裂缝扩展方位约为NE-SW向,压裂缝为沿最大水平主应力方向延伸的垂直裂缝,且井孔相对稳定.     

定面射孔对压裂初始裂缝形态的影响研究

定面射孔是致密油水力压裂改造的一种新型完井措施。利用大尺寸真三轴水力压裂实验系统开展了300 mm×300mm×300 mm立方体试样定面射孔压裂物模试验,结合有限元三维应力分析,研究了定面射孔相位角对水力压裂初始裂缝形态的影响机制。研究结果表明:定面射孔各射孔道之间的应力干扰改变了近井筒应力分布格局,导致沿定面射孔方向水力裂缝呈倾斜状及迂曲状扩展,背离射孔方向裂缝形态为近垂直状形态。随射孔相位角减小,孔道间应力干扰增大、裂缝起裂压力提高,各射孔均产生破裂进而形成横向倾斜压裂平面。利用定面射孔技术可控制压裂初始裂缝呈非对称、非规则扩展形态,增加近井筒水力裂缝的复杂性。     

水平多裂缝交错扩展及其诱导应力干扰研究

QA油田X储层埋深较浅,高角度天然裂缝发育,水力压裂后形成的水力裂缝形态较为复杂,压后效果时好时坏,给压裂设计及施工带来诸多困难,急需弄清该储层水力裂缝的形态,以确定合理的压裂施工方案。首先,采用三轴岩石力学测试系统对X储层岩石力学特征进行测试,观察天然裂缝形态。其次,建立砂泥岩相间的二维平面渗流-应力-损伤耦合有限元模型,采用二次应力起裂准则作为水力裂缝是否起裂的判断依据,以幂律流来表征流体在Cohesive单元内的流动。模拟了X储层水力压裂多裂缝交错延伸的裂缝形态,探究了水力裂缝几何形态及压裂液排量、地应力、压裂液黏度对缝间应力干扰的影响,揭示了复杂多裂缝交错扩展的干扰机理,发现该储层具有形成复杂裂缝的力学和工程地质条件,为该区域的压裂改造提供理论指导。     

多脉冲高能气体压裂-二氧化氯复合解堵技术研究

对多脉冲高能气体压裂—二氧化氯复合解堵的作用机理进行了研究 ,该技术是在多脉冲高能气体压裂产生多条裂缝的同时 ,用二氧化氯解堵剂进一步解除因压裂液、碳酸钙和硫化亚铁等酸溶性垢、铁细菌、硫酸盐还原菌的代谢产物等对地层的堵塞 ,以达到最大限度地增强油气层导流能力 .现场试验表明这项油层改造技术对提高油气井的产量是可行的