钻井工程6-油气井压力预测与控制.pptVIP

υpe——机械钻速 m/h n——转速，r/min W——钻压，kN db——钻头直径，mm vpe——机械钻速 m/s n——转速，r/min W——钻压，kN db——钻头直径，mm ρwf——正常压力层段地层水密度 ρd——实际使用的钻井液密度 2）预测方法 应收集的现场资料有：井深、地层岩性、钻时、钻压、转速、泵压、排量、钻头尺寸及类型、密度、粘度、流变性。要求取全取准资料，并舍去非正常的钻井数据和非泥岩、页岩数据。 计算dc指数，绘制dc与D的关系曲线：按式（6－7）计算dc指数，并将计算的dc值绘制在dc与D的录井图上，如图6－4所示。 建立dc指数正常趋势线方程：要求取过渡带前大于300m的井段为回归段。使正常趁势线通过大多数泥岩点。 2）预测方法 反算式： ρf——实际地层压力时流体密度，g/ cm3 ρfn——正常地层压力时流体密度，g/ cm3 ρd——实际使用的钻井液密度，g/ cm3 第二节 地层破裂压力及其预测 §2 Formation fracture pressure and prediction 一、地层破裂压力及破裂压力梯度 井中一定深度处的地层，其承受压力的能力是有限的，当压力达到某一值时会使地层破裂，这个压力称为 地层破裂压力pf 。 地层破裂压力的大小取决于许多因素，如上覆岩层压力、地层压力、岩性、地层年代、埋藏深度以及该处岩石的应力状态。 为了衡量某一深度 D的破裂压力的大小，引入地层破裂压力梯度 GDf的概念。 对于油气钻井工程来说，准确地掌握地层破裂压力梯度，既可预防井漏、井塌、卡钻及井喷事故的发生，也是制定钻井液方案和设计套管程序及其下深的重要依据. GDf= pf/D 二、地层破裂压力预测方法 ●休伯特和威利斯（Hubbert Wills）法 ●马修斯和凯利（Mathews Kelly）法 观点：地层所受的压力必须克服地层压力和水平骨架应力，地层才能破裂 观点：实际破裂压力大于地层压力是由于克服骨架应力所致 目前常用－伊顿法 史蒂芬法 黄荣樽法 ▓伊顿法（Eaton） ◣观点：地下岩层处于均匀水平地应力状态，且其中充满着层面、层理和裂缝，流体在压力作用下将沿着这些薄弱面侵入，使其张开并向远处延伸，且张开裂缝的流体压力只需克服垂直裂缝面的地应力。 ◣预测模式 上式基于： 伊顿的泊松比： 测压系数 ◣预测步骤 1.用地球物理方法或随钻检测方法，确定pp 2.由密度测井资料，计算并绘制pob与D的关系曲线 3.据实际压裂及挤水泥资料和井漏数据，取得pf资料 4.由pp、pob、pf，计算并绘制ν与D的关系曲线 5.由pp、pob、ν，由伊顿模式计算任一深度的GDf， 得出地区性的破裂压力梯度预测曲线 伊顿法对于连续沉积盆地是比较准确的，但因其未考虑井壁应力集中和地质构造应力的影响，因此使用受到限制。 泊松比ν 伊顿法的关键是获得该地区的ν-D关系曲线 ν－反算得到 墨西哥湾地区ν-D关系曲线 ▓史蒂芬法（Stephen） ◣观点：与伊顿法一样，即破裂压力只是张开地层中已有裂缝所需的流体压力，这个压力等于垂直裂缝面的水平地应力。区别在于史蒂芬把构造应力所产生的影响从地层的泊松比中分了出来。 进步：可用实测泊松比，而不象伊顿法那样是靠破裂压力反算泊松比。 ◣预测模式 动态泊松比 反算 动态 ▓黄荣樽法 ◣观点：地层的破裂决定于井壁的应力状态，且还须考虑地下实际存在的非均匀的地应力场的作用和地层本身强度的影响。 地应力是作用在地壳内岩体上的各种相互平衡的外力使岩体内部产生附加内力，其效应是引起岩体的形变。这种附加内力的分布密度就是地应力。它是岩体内部相邻质点间沿分界面的相互作用力，以作用在单位面积上的力来度量。地应力可分解为两个部分－－作用在界面法线方向的为正应力；作用在界面方向的为剪应力。 ◣预测模式： ◣它与前述模式相比，有两个显著特点： ●地应力一般是不均匀的，模式中包括了三个主应力的影响。垂直应力可以认为是由上覆岩层重力引起的；水平应力由两部分组成，一部分是由上覆岩层的重力作用引起的，它是岩石泊松比的函数，另一部分是地质构造应力，它与岩石的泊松比无关，且在两个方向上一般是不相等的。 ●地层的破裂是由井壁上的应力状态决定的。深部地层的水压致裂是由于井壁上的有效切向应力达到或超过了岩石的抗拉强度。 ◣预测步骤 第一步：利用三轴岩石力学试验确定岩石的泊松比。 试验发现，ν随围压的升高而增大，即 SBEL型三轴压力试验机 考虑地层重力场的作用，岩层在某深度处的围压为 联立两式即可确定某一