基于岩石力学理论的测井地层压力预测

针对现有地层压力预测方法的局限性,考虑了欠压实以外的异常压力形成机理,根据测井资料数据,基于岩石力学理论,建立了地层压力预测模型。该模型适合于连续和非连续地层复杂岩性的地层压力预测需要,不需要建立正常趋势线,大大减少了人为因素对检测结果的影响,其预测误差一般在8%以内,具有精度高和可靠性好的特点,完全满足工程要求,便于现场应用。     

砂砾岩电阻率与岩石力学参数相关性研究

为研究电阻率与岩石力学参数之间的相关关系,以准噶尔盆地西北缘某区块致密砂砾岩储层为研究对象,在岩石波速与力学参数之间具有确定关系的基础上,对比了常规测井资料中3条电阻率曲线与声波时差的相关性,提出了基于原状地层电阻率的砂砾岩储层岩石力学参数计算模型。研究结果表明:电阻率与声波时差的相关性较好,钻井液的侵入会影响二者的相关性,适宜采用原状地层电阻率预测岩石的力学参数;采用新模型得到的全井段岩石力学参数预测结果均方差和平均相对误差均小于法斯特公式和对数模型,特别是在纯砂砾岩段,采用新模型得到的预测结果误差比法斯特模型降低了50%以上,拟合效果显著提升。应用实例表明,采用新模型与采用声波时差及密度获得的岩石力学参数进行对比,误差小于10%。研究表明该模型能够在无声波测井条件下为致密砂砾岩储层岩石力学参数评估提供参考。     

用全波资料预测破裂压力的应用研究

本文详细地讨论了利用声波全波资料和力学理论预测地层的破裂压力和压裂裂缝高度的方法。用该方法对吉林某区块一口井的破裂压力和压裂裂缝高度进行了预测，并通过现场资料进行了验证，结果表明该方法对选取钻井液密度和压裂施工具有重要的指导意义。     

调整井地层压力预测方法研究与应用

油田长期的注采开发,使得地层压力发生变化,加上地层的不均质性和复杂断层等方面的影响,地层压力变得更加复杂。为满足调整井钻井需求,借鉴油藏数值模拟理论,利用油田生产的动静态参数分析储层孔隙压力的变化,建立了一套基本可行的调整井地层压力预测理论、方法和计算模型。该技术在江苏黄珏油田应用,取得一定的效果。     

利用多极子阵列声波测井预测地层破裂压力

地层破裂压力在钻井施工、钻井液的选取及水力压裂等方面有着重要的意义。利用处理后的多极子阵列声波测井资料提供的准确的纵横波时差，结合岩石密度测井资料计算了岩石弹性力学参数、岩石强度参数，在此基础上进行了地应力分析,确定了地层破裂压力、钻井液密度等参数，同时预测了压裂高度，为油田的生产改造提供了准确的参数。     

测井声波时差在地层压力预测中的应用

地层压力是石油勘探与开发中的重要参数之一.求取地层压力的方法较多,其中声波时差法是较为有效的方法.在沉积物中,颗粒之间孔隙的大小,反映了沉积物的压实程度,而孔隙度大小和声波时差有关,故可建立地层压力与声波时差的定量关系.这样可通过沉积物中泥岩的声波时差值求取地层压力.计算时差应充分考虑影响精度的因素.     

声波时差法预测地层压力分析

通过理论分析，找出了用半对数式正常趋势线的声波时差法预测深井地层压力有时存在较大误差的原因，认为采用该法求解地层压力时，需用正常压实段下部回归正常趋势线方程。提出了采用对数式正常趋势线求解地层压力的方法。并用这两种方法对新疆某地区的地层压力进行了预测。将预测结果与实测值对比后，发现两种方法均能提高深井地层压力预测精度，对数式方法优于半对数式方法。     

地层破裂压力测井预测的统计模式研究

目前计算地层破裂压力的理论模型或公式较多，但缺乏能直观反映地层破裂压力随测井计算的岩石力学参数变化的统计模型。该文基于地层破裂压力与岩石力学参数的关系，优选出对地层破裂压力影响较大的杨氏模量、体积弹性模量、泊松比及深度等四个参数作为建立统计模型的输入变量。同时利用BP神经网络和多元回归分析法对碳酸盐岩地层实测破裂压力数据进行统计建模和预测研究。结果表明，多元回归模型形式简单直观，易于使用，但精度不高；而BP神经网络模型复杂，建模较难，但预测的地层破裂压力误差小，精度高。两种统计模型都不失为预测地层破裂压力的可行方法。     

岩石可钻性与地层孔隙压力关系的测井研究

岩石可钻性是钻头选型和钻速预测的重要参数.岩石可钻性与其声波时差有着密切的关系.地层孔隙压力在一定程度上可由测井声波时差来反映.若能建立岩石可钻性与地层孔隙压力之间的定量关系,就可由地层孔隙压力对岩石可钻性进行实时预测.鉴于此,从测井估算地层压力的等效深度法和岩石可钻性模型出发,推导了岩石可钻性与地层孔隙压力的理论关系模型,并利用川东渡口河构造的Du4井和S油田实际资料建立了两者间的回归统计模型,进一步印证了该理论关系的正确性,为利用地层孔隙压力实时预报岩石可钻性提供了依据,也为岩石可钻性的测井解释找到了一条新的途径.     

利用同区块声波曲线预测地层压力

通过对多口井的声波曲线重构,使同一压力区块中的测井曲线归一化。利用部分井中已测得的压力来确定适应的Fillippone压力计算公式系数,利用Fillippone公式计算区块中井的压力。通过距离加权计算设计井压力。提出的方法已用VC编制了人机对话软件,在断块35地区内进行了设计井的压力预测,效果良好。     

变尺度分形技术在裂缝预测和储层评价中的应用

利用声波时差(AC)数据与其他测井资料,运用分形几何中的变尺度分析技术,预测了长庆铁边城油田元48井区长4+5₂^1-2储层的天然裂缝分布,并探讨了裂缝发育程度与油井初期产能的关系.根据裂缝相对发育区的分布特征及其地层系数,对该区长4+5₂^1-2储层进行了综合分类评价,分类结果与实际生产吻合性好.此研究成果对低渗储层裂缝描述具有一定的借鉴意义.     

变工况时气液两相机械密封端面动压实验分析

在理论分析变工况时机械密封动环密封圈摩擦力和比压的变化 ,以及端面轴向力平衡变化的基础上 ,采用 1GX70非平衡型机械密封 ,在实验室模拟变工况条件下开展了气液两相机械密封端面动压实验。实验结果表明 ,变工况时处于气液两相的机械密封 ,因端面间液膜闪蒸而导致端面开启 ,动、静环不再平行 ,动环密封圈摩擦力增大 ,动环追随性遭破坏致使密封失效 ;机械密封的动压膜压沿收敛间隙呈正弦分布 ,计算变工况密封开启力时不但要考虑密封端面闪蒸造成沸腾区压力的影响 ,还要考虑动压的影响     

地震,测井联合预测地层压力的方法研究

通过提取井旁地震道的特征参数,利用神经网络建立其与测井声波时差的非线性映射,进而外推井底以下声波曲线,从而实现地震、测井联合预测井底以下的地层压力。该方法克服单纯地震层速度或单纯声波时差预测地层压力的局限性。经ＮＨ地区实际资料模拟预测,效果良好。     

有限元数值模拟方法在构造裂缝预测中的应用

对地下油气储层的裂缝预测是中外油气勘探和开发领域的技术难题。尽管目前有多种方法可以对地下裂缝的分布状况进行预测，但都存在不少问题。为此，提出采用有限元数值模拟方法对构造裂缝的发育状况进行预测。该方法首先是在地质规律指导下建立客观的油藏构造精细地质模型；然后将岩石力学实验与有限元数值模拟方法相结合，并将由声发射实验测算的古构造应力值，作为应力场模拟的绝对反演标准；最后模拟裂缝主要形成期的古构造应力场，依据对应力场的分析预测储层构造裂缝的发育程度。模拟结果表明，有限元数值模拟方法不仅能够恢复构造裂缝形成期储层构造应力场的分布，而且可以依据地质力学理论对储层构造裂缝的分布及发育程度进行预测，为裂缝性油藏的勘探和开发提供了技术支持。     

断裂(裂缝)面的开启及闭合压力实验研究

理论分析表明,由于过程不同,断裂(或裂缝)面的闭合压力与开启压力也不同。在断裂(裂缝)面压力为零的临界状态下,临界的闭合、开启压力是反映岩石本身特性的参数。实际岩心的变形实验结果表明,断裂(裂缝)面的闭合压力与临界闭合压力相同,近于岩石的变形强度。两类临界闭合和开启压力实验结果表明,泌阳凹陷第三系核桃圆组中浅层砂岩的临界闭合压力大于临界开启压力,与断裂(或裂缝)面的倾角呈对数相关关系,随着倾角的增大而减小。根据实验结果,对南襄盆地泌阳凹陷边缘第三系核桃圆组中浅层砂岩稠油油藏断层的封闭性进行的评价结果表明,当断层的埋深在300m以上时断层可能多处于压力开启状态。数值模拟结果表明,在目前的施工条件下,封闭断层在注蒸汽吞吐开采中,厚产层在井与断面垂直距离在约为32m时达到临界开启压力状态,薄互层产层在井与断面垂直距离在约为35m时达到临界开启压力状态。因此,在临界状态下,井与断层的距离不能低于35m,以免在蒸汽吞吐开采中受到断层的影响。     

深水盆地高温高压环境下的地层压力预测方法

目前,应用于南海琼东南盆地深水高温高压地区地层压力预测的方法主要为测井法、经验公式法、地震法等,由于其局限性及该区勘探对象的复杂性,致使应用效果不佳。为了提高该区地层压力预测的精度,在分析常规经验公式法原理和考虑区域压实背景多样性的基础上,结合已有的钻井资料,建立了不同区域、不同构造的正常压实速度趋势线,拟合速度与深度的关系,计算孔隙压力,形成了新的常规经验公式法(以下简称新方法);在Stephen公式的基础上,通过引入地层抗张强度、分段选择泊松比取值,计算了地层破裂压力。研究结果表明:(1)所建立的正常压实速度趋势线不需要对目标区内的岩性做出判断,可直接对目标区地层正常压实范围内的压实速度进行拟合;(2)当达到一定的地层深度后,纵波、横波速度比和泊松比基本上不受深度的影响,泊松比的这一特性可被用于分段计算破裂压力;(3)新方法预测的地层压力系数绝对误差小于0.07、相对误差小于5%。结论认为,基于新方法开发的压力预测平台可用于南海相关深水盆地高温高压环境下的地层压力预测,预测结果误差范围小、精度高,满足了设计要求、提高了工作效率,具有良好的应用前景。     

压裂井试油压差优化的实验与有限元模型

通过实验研究了压裂裂缝导流能力的闭合压力敏感性,将实验结果用于渗流场有限元模型的理论计算,建立了压裂井试油压差优化的单裂缝有限元模型和考虑天然裂缝的有限元模型,并用其模拟一定压差控制下水力裂缝周围的应力场和排液速度,根据地层和支撑剂强度校核以及试油产量一试油压差曲线得到优化的试油压差.以塔中油田压裂井A井试油压差优化为例,根据地层和支撑剂强度校核得到试油压差的一个临界值为9.0 MPa;利用单裂缝、平行天然裂缝和垂直天然裂缝模型得到试油压差的另一个临界值分别为8.8 MPa、8.2 MPa和6.6 MPa,两个临界值的较小者即为合理压差值.各模型产量计算结果与实际试油产量对比发现,天然裂缝与水力裂缝的相对位置对产量预测影响很大.图10表1参16     

水合物沉积物动态弹性力学参数试验研究

水合物沉积物的声学特性是水合物藏资源评估、水合物地层钻探开发的重要依据,而目前实际原状取心难度大、成本高,故通过试验的方法对该问题进行研究具有重要意义。利用中国石油大学岩石力学实验室自主设计开发的水合物声波原位测量系统,在不同围压条件下对不同水合物饱和度的原位合成沉积物岩样进行了声波测试,并根据弹性理论,利用所测得的超声波波速,计算得到试样的动弹性力学参数。结果表明:水合物沉积物的纵横波速以及动态弹性模量均随着围压、水合物饱和度的增大而增大。      

水力射孔参数对油水井压裂影响的数值试验

利用RFPA(Rock Fracture Process Analysis)软件,数值计算了不同水力射孔参数及地应力等条件下的孔眼直径、射孔深度、射孔孔眼轴线与最大水平应力夹角、压裂液加载速度、模型尺寸、地层起裂压力以及裂缝二维扩展情况,计算过程中模拟的岩样物性基本保持不变。计算结果发现,增加射孔直径、深度可以显著降低起裂压力;沿最大水平应力方向射孔起裂压力最低;存在一个最优的压裂液加载速度。这些计算结果可为油水井的压裂设计提供参考。