地层三压力预测技术及在霍多莫尔油田中的应用

做好地层孔隙压力、坍塌压力和破裂压力的预测工作,对保护油气层,避免或减少井下复杂情况发生,保证施工安全,降低钻井成本具有重要意义。霍多莫尔油田地质情况比较复杂,钻井施工中易发生井漏、井塌等复杂事故。针对这样的地质特点采用声波时差法计算地层孔隙压力,根据岩石力学分析理论建立了地层坍塌压力和破裂压力的计算模型。利用完钻井实测压力资料和测井资料对计算结果进行了验证,应用表明,该法预测精度较高,可满足现场施工要求,为设计钻井液密度提供可靠依据。     

江苏海安地区三个压力预测软件的应用

主要介绍了三个压力(包括地层孔隙压力、地层坍塌压力和地层破裂压力)预测软件在海安地区的应用，通过应用该软件不但有效地解决了深层井难于开发的问题，而且还可以较准确地预测井下地层的真实压力，具有理论指导意义。     

地层破裂压力预测模型精度对比分析

通过井筒横截面受力简图阐述了破裂压力产生的机理,同时根据特查希有效应力条件,考证了地层水平地应力及上覆岩层压力等参数与破裂压力的关系及对其的影响,将统计的国内外破裂压力预测数学模型归一化处理,并结合胜利油田中相关井筒的数据,计算各模型预测破裂压力值,与实测破裂压力值进行对比。结果表明,黄荣樽模型和李传亮模型的预测精度较其他模型要高,现有的模型对于地层参数中抗张强度的表征还有待深入的研究。     

利用渭新1井测井资料预测地层三压力剖面

渭河盆地欠压实及水热增压作用突出,准确预测地层三压力剖面是避免卡钻、井塌等复杂情况发生以及确保探井顺利实施的有效保障。基于伊顿法,利用渭新1井测井资料计算得到了地层孔隙压力、地层破裂压力、地层坍塌压力剖面,并据此分层位确定了合理的钻井液密度窗口。地层三压力剖面预测结果表明,该地区地层三压力以灞河组为界可分为上、下两部分,上部受欠压实影响较为严重,地层压力变化幅度较大,下部受水热增压影响,地层压力缓慢增加。现场压力测试结果表明,计算得到的地层孔隙压力与实测值相对误差在15%以内,基本满足安全钻井需要。     

基于测井资料计算煤层破裂压力

基于测井资料建立了计算煤层三向应力的数学模型,并根据三向应力及煤层抗张强度等参数建立了煤层破裂压力的计算模型。以新疆某区块煤层气井为例,计算的破裂压力值与实测值之间的误差较大。为了提高预测煤层破裂压力的准确性,采用了最速下降法,建立了计算煤层破裂压力的优化模型,通过与实测值对比,优化后的煤层破裂压力计算值与实测值的相对误差大大减小。     

华南古生界页岩储层压力预测方法及其应用研究

页岩储层压力是影响页岩气水平井部署和产能的重要因素,华南古生界页岩储层压力横向变化大,如何准确预测页岩储层压力变化对于页岩气勘探开发至关重要。实践证明常规油气地层压力预测方法不适用于华南古生界页岩气储层。针对Fillippone法与Eaton法在实际资料应用中存在的问题,考虑到在地层正常压实情况下Eaton和Fillippone的公式应满足压力关系以及速度关系,提出了新的地层压力预测方法,称为"Fillippone+Eaton"方法,建立了新的地层压力预测流程。该方法流程基于Fillippone公式的最大最小压实速度计算正常压实速度趋势,同时利用VSP资料进行测井速度标定,在速度谱和地震反射层位建立低频趋势的基础上,应用模型反演求取高精度的三维速度场.提出的方法在不同页岩气勘探区块进行了实际应用,预测结果与钻井实测资料吻合度高。     

利用测井资料预测地层孔隙压力方法研究综述

地层孔隙压力是石油勘探、开发设计与施工的基础数据，准确的预测和掌握地层孔隙压力的大小，对石油勘探与开发有着极其重要的作用，尤其是对异常压力层段做出准确预测具有重大的工程价值和经济意义。介绍了基于“泥质沉积物不平衡压实造成地层欠压实并产生异常压力”原理和基于有效应力原理利用测井资料对地层孔隙压力进行预测的方法。     

提高深探井预测地层孔隙压力精度的探讨

对目前用地震资料预测地层孔隙压力的方法进行评述 ,提出了用地震资料与测井资料相结合预测地层孔隙压力的新方法 ,探讨了提高预测地层孔隙压力精度的途径和方法 ,文中给出了预测实例。     

大倾角煤层地应力及破裂压力研究

煤层地应力影响煤储层渗透性孔隙性及煤层气的含气量,破裂压力是压裂设计和分析的主要依据,能否准确计算煤层地应力和预测破裂压力直接影响水力压裂改造的成功率。以新疆阜康白杨河大倾角矿区为例考虑倾斜地层对地应力的影响,建立适合大倾角煤层的地应力计算模型。对国内外几种破裂压力预测模型进行归一化处理,结合白杨河区块数据,优选适合白杨河区块工况的破裂压力预测模型。     

庆深气田火山岩地层三个压力预测技术研究

地层孔隙压力、破裂压力和坍塌压力是合理确定井身结构、钻井液密度和固井完井方案的基本依据,是钻井工程设计的一项重要内容。分析了火山岩地层的压力预测技术,首次将国外先进的岩石力学理论应用于庆深气田火山岩地层,建立了3个压力预测模型,针对模型和庆深气田火山岩地层特性提出了新的修正方法;编制了庆深气田火山岩地层3个压力预测软件,该模型软件精度满足现场施工要求,为大庆地区钻井工程设计提供了参考。     

煤层气水平井射孔完井段抗有效外挤能力的有限元分析

随着技术水平的不断发展与完善,现代水平井钻井技术在煤层气开采中得到了广泛的应用,其中射孔套管在不同的生产时期、生产条件和不同的煤层地质环境下,受力情况是不同的。在常规的条件下研究水平井段射孔套管的受力情况,即在确定套管的有效外挤压力的情况下,利用有限元分析软件ANSYS对射孔套管进行了实体建模、网格划分及有限元计算。最终通过数据处理及对比分析,得出射孔套管受力情况随着有效外挤压力增加的变化规律,从而确定了射孔套管达到抗外挤强度最小值时的最大有效外挤力,为套管强度设计奠定基础。     

潘庄煤层气井分压合采技术及其应用分析

为了查明潘庄煤层气分压合采井的主控因素和适用条件,选用了潘庄区块生产达五年以上的分压合采井为研究对象,通过对储层地质特征、水力压裂施工参数和排采数据的整理分析,探讨了分压合采井成功实施的地质和工程因素。研究结果表明,煤层气合采井成功的关键是压裂裂缝在煤层中充分扩展,控制裂缝的缝高,避免煤层与顶底板含水层在近井地带发生水力联系;各煤层的原始储层压力、临界解吸压力相匹配时或相差不大时,通过坚持"连续、缓慢、稳定"的排采方针,合层排采会取得成功。     

地层温度对科学超深井井壁稳定的影响

井壁稳定问题包括井壁坍塌和地层破裂2种基本类型,科学超深井钻探的目的层是处于高地应力、高地温和高地层压力的深部岩层,井壁稳定问题更加突出。以12000 m科学超深井为例,从地层温度入手,分析钻井液循环温度变化所引起的当量静态钻井液密度和环空压力当量密度的变化,以及温梯应力、温差应力对井壁稳定的影响。     

致密油藏压裂水平井压力响应特征研究

为了提高致密油藏压裂井数值试井裂缝描述精细程度,采用混合单元有限元方法建立考虑启动压力梯度的单相数值试井模型。验证数学模型准确性的基础上,研究了裂缝网格尺寸对数值计算结果的影响、启动压力梯度和裂缝参数对压裂水平井压降曲线的影响。结果表明,混合单元有限元离散裂缝数值试井模型具有较高的准确性;地层渗透率1×10^-3 μm²条件下,不考虑和考虑井筒储集效应,压裂水平井数值计算时推荐的裂缝网格尺寸上限为0.5 m和5.0 m,过大的网格尺寸会产生“假井筒储集效应”;启动压力梯度对压裂水平井压力响应影响较大,支裂缝参数的影响弱于主裂缝参数;裂缝导流能力较低时,裂缝参数对压力响应影响较弱。裂缝导流能力越低,裂缝参数对试井曲线的影响越小,裂缝特征越不明显。     

地应力对煤层气井水力压裂裂缝发育的影响

以晋城矿区西部3号煤层的地应力及煤岩的力学性质数据为基础,采用数值模拟方法求解了不同地应力条件下井壁处及天然裂缝缝端的破裂压力,分析了地应力对水力压裂起裂压力、起裂位置的影响。研究发现:起裂压力和起裂位置不但与地应力方位有关,而且与地应力大小有关;随水平主应力差系数增大,天然裂缝与最大水平主应力间的夹角对破裂压力的影响程度增大。对于晋城矿区西部3号煤层,当水平主应力差系数大于0.84时,易产生较为平直的水力主缝;小于0.47时,易于产生网状裂缝;在0.47~0.84时,起裂方位与天然裂缝的分布有关。不同地区,用于判断起裂方位的水平主应力差系数不同。     

测试压裂分析技术在渤海B油田的应用

测试压裂分析技术是水力压裂施工前获取储层物性参数和分析压裂液性质的手段,是压裂施工顺利进行的技术保证。结合渤海某油田沙河街油藏压裂工程,介绍了测试压裂应用过程和理论基础,并简单介绍几种求取地层闭合压力的数学方法。闭合压力是压裂施工关键参数之一,不同数学计算方法推导出的闭合压力不尽相同,现场压裂工程师要根据实际测试结果选取可靠的数值。压降曲线拟合是在模型中反推出地层关键参数的方法,拟合完毕即得到针对施工地层的压裂模型,在此基础上进行主压裂设计和裂缝预测是较为准确的,以此进行施工也是安全的。     

水平井气液两相流动压降变化规律实验研究

随着水平井技术的完善和规模的不断扩大,水平井气液两相流压降计算对气田生产具有重要意义。现阶段水平井筒内流型判别研究都是将流动参数带入单独管段流型判别公式中进行预测。通过室内模拟水平井实验进行水平井气液两相流流动可视化研究,通过目视法观察水平井水平段、造斜段与垂直段在不同气液流速下流型变化并记录。将实验数据与现阶段常用流行判别式进行比对,为减小误差,对不同井段常用流型判别式进行评价优选。通过模拟实验,优选出不同井段的流型判别方法。在已知气量和液量的情况下,对压降进一步分析发现随着气体流速的逐渐降低,压降会存在骤变的现象,通过单独管段实验发现在压降发生骤变的气体流速下,持液率也会发生突然变化,结合实验观察得到现象得到了水平井临界携液流速的判断方法。通过对Beggs-Brill压降计算公式的修正,得到了准确率有明显提高的新公式,能降低水平井压降预测的误差。     

启动压力梯度对致密油藏水平井裂缝参数的影响

致密油藏流动能力差,水平井压裂后形成基质与裂缝两种差异明显的介质,流体在两种介质中的渗流规律不同,在基质中存在很高的启动压力梯度,不同渗流规律的耦合对致密油藏压裂水平井开发产能及开发动态规律的研究提出了新的难度。本文建立了考虑不同基质低速非线性渗流规律的致密油藏压裂水平井产能模型,并在此基础上研究了启动压力梯度对致密油藏压裂水平井开发动态的影响,将整个生产周期分成了第一线性流、裂缝干扰流、第二线性流和边界控制流四个阶段,并认为启动压力梯度具有缩短第一线性流与第二线性流的稳产阶段的作用,不利于致密油藏的有效开发;同时,启动压力梯度对裂缝参数的优化具有重要的影响,越高的启动压力梯度需要更长、更密、更多的裂缝才能进行有效的开发。     

复杂地质条件煤层气藏群井排采压力分布规律研究

建立了考虑气体吸附、解吸引起的煤基质孔隙变形与孔隙气体压力耦合作用的煤层气藏渗流数学模型,并基于阜新刘家煤层气藏建立了复杂地质条件下褶曲状的煤层气藏地质模型,对比分析了煤层气排采过程中普通储层和复杂地质条件储层的压力变化。模拟得到：煤层气井排采引起的压力分布为沿面割理渗透率方向扩展的椭圆形漏斗,复杂地质条件煤层气藏储层压力主要沿岩墙和断层等封闭条件的走向方向降落;LJ-1~LJ-4四口井处于断层和火成岩三面封闭的条件中,在排采135 d后产生共同的压力降落圈,LJ-5~LJ-8由于处在两道岩墙和两条断层地面四面封闭的环境中,排采45 d形成共同的压力降落圈。同样条件下,无封闭边界构造的普通储层在排采75 d后,7口井周形成共同的压力降落圈。根据煤层气井距岩墙和断层远近的不同,普通煤层气藏气井产量与复杂地质条件煤层气藏气井产量出现3种不同的变化形态。