利用多极子阵列声波测井资料计算横向各向同性地层破裂压力

准确计算各向异性地层中岩石破裂压力在石油勘探开发中有着十分重要的作用.针对常见的横向各向同性介质地层,推导了三轴地应力计算公式,提出了利用多极子阵列声波测井资料来求解其相关参数,从而计算岩石破裂压力的方法.同时开发了相应的计算软件,给出了在某油田碳酸盐岩储层的应用实例.实际资料处理表明,利用该计算公式处理的结果与各向同性模型相比,更符合破裂压力实际监测结果.     

利用多极子阵列声波测井资料计算横向各向同性地层破裂压力

准确计算各向异性地层中岩石破裂压力在石油勘探开发中有着十分重要的作用。针对常见的横向各向同性介质地层,推导了三轴地应力计算公式,提出了利用多极子阵列声波测井资料来求解其相关参数,从而计算岩石破裂压力的方法。同时开发了相应的计算软件,给出了在某油田碳酸盐岩储层的应用实例。实际资料处理表明,利用该计算公式处理的结果与各向同性模型相比,更符合破裂压力实际监测结果。     

定向井破裂压力预测方法及计算参数敏感性分析

定向井破裂压力预测是正确设计安全钻井液密度窗口,确保井壁稳定,减少井漏、井塌而引起的井下事故的基础。利用测井资料可以方便快捷地计算定向井破裂压力,使用Eaton模型、Stephen模型和多孔弹性模型对4口井3个深度点分别进行了地层破裂压力计算分析,并给出了3种方法计算地层破裂压力的误差,结果表明多孔介质弹性斜井模型更为适应任意井斜、方位的斜井,可达到较高的精度。同时,对影响该模型中破裂压力大小的计算参数进行了敏感性分析,为准确分析定向井破裂压力提供了重要技术参数。     

头台油田开发后油层破裂压力的确定

头台油田开发初期,确定油层破裂压力计算公式为Pf=0.017 83H,由此计算出的油层中部破裂压力22.28 MPa.但随着油田的开发,初期确定的破裂压力计算方法已经不适合头台油田生产实际.为此,通过对头台油田99井次破裂压力值进行统计,结合头台油田地层参数,分为3个区块分别计算不同地层的破裂压力.提出了适应于每个区块的地层破裂压力计算公式,并将计算值与压裂实测值进行对比,确定计算结果与实测结果接近,可以利用该组公式计算头台油田开发后不同区块的破裂压力值.     

基于遗传算法优化BP神经网络的地层破裂压力预测方法

针对地层破裂压力现有预测方法适用性差、误差较大等问题,提出了遗传算法优化BP神经网络(GABP)预测地层破裂压力的方法。分析了地层破裂压力的影响因素;以地层深度、地层孔隙压力当量密度和岩石密度为输入变量,以地层破裂压力当量密度为输出变量,建立了GABP预测地层破裂压力模型,并利用塔里木盆地YB1井的数据进行神经网络学习和结果验证。GABP模型的预测结果误差约3.5%,精度远高于Eaton法。该方法不受地质构造条件影响,且具有精度高、计算速度快等特点。     

应用断裂力学理论建立油气井压裂时岩石破裂压力计算模型

考虑地层岩石存在天然微裂隙这一客观事实,运用断裂力学理论建立了地应力与压裂液共同作用时地层裂隙的应力强度因子表达式;根据断裂判据,推得了地层破裂压力计算模型;并对某油田几口井进行了实算与电算对比.结果表明,运用断裂理论建立的破裂压力计算模型由于考虑了裂隙的存在,与地层的实际更为吻合,因而准确性更高,适用范围更广.其计算结果与现场实测值更为接近,从而也验证了模型的可靠性.     

各向异性地层井壁破裂压力预测

地层破裂压力对于钻井和水力压裂非常重要,但直井破裂压力预测往往忽略了地层各向异性的影响。考虑岩石各向异性影响,推导直井井壁应力分布模型,建立各向异性地层破裂压力计算方法,并分析层理产状、各向异性程度、地应力及孔隙压力的影响。结果表明:低角度层理对破裂压力几乎无影响,而高角度层理对破裂压力影响显著;向最大水平地应力方向倾斜的层理,其破裂压力最低,极端情况下甚至比各向同性地层低50%,对井壁稳定极为不利;岩石各向异性程度越高,对破裂压力的影响越大;随着水平地应力比值和孔隙压力的增加,破裂压力整体上逐渐减小,而且地应力影响明显高于岩石各向异性,水平地应力比值增加后,岩石各向异性的影响进一步加剧;该模型提高了破裂压力计算的精度。     

M区块碳酸盐岩地层压力预测方法探讨

地层压力是钻井工程设计与施工的关键数据。碳酸盐岩地层压力形成机制不明确,没有考虑地层压力与体积弹性模量间的响应特征,导致目前根据欠压实理论和有效应力定律建立的预测模型不适用于预测碳酸盐岩地层压力。根据M地区碳酸盐岩所处的地质特征、地层类型、地层压力分布规律以及测井曲线等现场资料,分析了碳酸盐岩地层异常高压的特点;根据孔隙弹性理论,建立碳酸盐岩地层压力的预测模型,解释了裂缝型碳酸盐岩地层易产生异常高压的原因。研究结果表明,碳酸盐岩地层压力的大小取决于岩石体积弹性模量和地应力。该模型在M区块多口井进行了应用,预测精度达到90%以上,验证了该方法的可行性。     

利用测井资料进行孔隙压力预测和井壁稳定性分析

本文利用测井资料,采用等效深度法求得了加蓬区块3口井的地层孔隙压力, 利用常规测井资料计算岩石力学特征参数、进行地应力分析,在此基础上计算井壁破裂压力、坍塌压力,进行井眼稳定性评价,得到了该工区地层的钻井液密度安全窗口.从力学角度出发,计算地层孔隙压力、进行井眼稳定性评价,可以为钻井工程设计钻井液密度提供重要参考依据,具有较大的实用价值.     

海相碳酸盐岩储层酸化滤失与导流能力分析

我国的海相碳酸盐岩地质结构复杂,储层非均质性极强,并且在这些地层中,油气资源丰富。开发这些地层中的油气储集层,酸化是不可或缺的技术手段之一。本文主要叙述了酸化海相碳酸盐岩储层,并且通过与国内外海相碳酸盐岩地质对比,得出我国碳酸盐岩的特殊性;本文分析了影响酸化效果的两个主要因素,总结了国内外针对这两个主要因素的相关研究。     

我国海相碳酸盐岩层系石油地质基本特征及含油气远景

中国海相碳酸盐岩层系经历了三大沉积构造演化阶段:早古生代海相碳酸盐岩层系演化阶段,晚古生代海相及海陆过渡相演化阶段,中新生代海相碳酸盐岩层系改造阶段.三大阶段造就了中国海相碳酸盐岩层系具有上、下油气组合.与国外海相沉积盆地和国内陆相沉积盆地相比,我国海相碳酸盐岩层系具有形成时间早,热演化程度高,经历了长期演化和复杂的生烃与成藏过程,勘探目的层埋藏深等特点.海相碳酸盐岩层系油气富集明显受控于以下几个方面:有效烃源岩发育与空间分布;优质盖层的发育与分布.尤其是膏盐岩的分布:有利储集相带发育与分布.同时,我国大中型海相碳酸盐岩层系油气田往往发育于沉积盆地古隆起、古斜坡及构造活动枢纽部位.目前我国大中型油气田的勘探前景主要应聚焦在海相碳酸盐岩层系发育的塔里木盆地、四川盆地及周缘、鄂尔多斯盆地.中国海相碳酸盐岩层系油气资源丰富,具备形成大中型油气田的物质基础.在保存条件良好和有利油气聚集的部位仍可发现大规模的油气田,勘探潜力巨大.     

毛细管数效应对碳酸盐岩凝析气井产能的影响

反凝析现象对地层污染严重,而毛细管数效应则弱化了凝析油的堵塞作用。随着国内塔中I号碳酸盐岩凝析气田投入开发,迫切需要开展相关研究,从而指导气田的开发。介绍了毛细管数效应的定义及其对相对渗透率曲线的影响,通过建立双重介质单井径向模型,研究了毛细管数效应在不同流体性质、地层渗透率、地层压力降落速度情况下对产能的影响。结果表明,毛细管数效应使气井产能明显得到了改善。当地层压力高于露点压力时,毛细管数效应对产能没有影响;地层压力低于露点压力以后,毛细管数效应的影响最为明显,之后对产能的影响逐渐变小。基本规律为初始生产气油比越大、地层压力降落速度越快、岩块系统和裂缝系统渗透率越低,毛细管数效应对产能的影响越大。     

考虑裂隙发育的碳酸盐岩地层孔隙压力预测新模型

利用深、浅侧向电阻率差值定量计算裂缝孔隙度,以有效应力原理为理论基础,结合碳酸盐岩声波试验,研究多因素协同作用机制下的地层波速的总体响应特征,分析孔隙度一定条件下声波波速与有效应力之间的关系,利用回归分析法建立一套适合碳酸盐岩地层的压力预测新模型。结果表明:利用深、浅电阻率差值可以判断地层裂缝的产状,并定量计算裂缝孔隙度和裂缝张开度;在孔隙度一定的条件下,纵、横波速随有效应力的增大而增大;在有效应力一定的条件下,纵、横波速随孔隙度的增大而减小;建立的模型比传统方法具有更好的可靠性和预测精度。     

碳酸盐岩缝洞型油藏可视化物理模型底水驱替研究

缝洞型碳酸盐岩油藏由于非均质严重,流体流动规律复杂。本文结合油藏实际地层条件,利用天然露头岩心设计并制作出可视化裂缝网络模型和裂缝溶洞模型。考察了不同底水压力梯度下各种模型见水特征。分析了不同模型中剩余油分布特征。实验结果表明:裂缝网络模型无水采油期短,油井见水后,含水率上升很快。与裂缝网络模型相比,裂缝溶洞模型的无水采油期较长。此外,两种模型中的剩余油也存在较大差别。裂缝网络模型中的剩余油以水平裂缝中未波及油为主,而裂缝溶洞模型剩余油则以阁楼油和绕流油为主。     

考虑孔隙压力影响的碳酸盐岩裂缝成因模式研究

通过三轴压缩实验研究了在不同围压和孔隙压力下碳酸盐岩破裂方式及裂缝分布形态。在设定的加载方式下,针对某异常高压油田碳酸盐岩实验结果表明:岩石在压缩导致破裂的过程中,破裂方式主要与有效应力有关;随着有效围压的增大,岩石逐渐由脆性变形转化为塑性变形。对三轴压缩实验后的岩心磨制了薄片,从微观上分析裂缝成因模式。随着有效围压的增大,裂缝类型分别为劈裂面、高角度缝、共轭剪切缝、高密度网状缝。     

提高均质致密碳酸盐岩储层酸蚀裂缝导流能力效果研究

均质致密碳酸盐岩储层岩心经酸刻蚀后主要形成均匀刻蚀形态,裂缝主要通过少量凸起点支撑,岩性较软或在储层闭合应力时支撑点容易破碎或嵌入裂缝壁面使得裂缝大部分闭合,无法形成有效的自支撑渗流通道。通过向酸蚀裂缝内加入一定量的支撑剂能有效提高酸蚀裂缝导流能力。深入研究支撑剂粒径、铺砂浓度以及闭合应力等因素对酸蚀裂缝导流能力的改善情况。结果表明:自支撑裂缝随闭合压力增大下降迅速,在34.5 MPa时的导流能力已不足初始闭合压力下的2%,难以在储层闭合压力下有效保持,达不到长期增产的目的。增加额外支撑点的酸蚀裂缝,其导流能力在储层闭合压力下是自支撑裂缝导流能力的3~7倍。大粒径支撑剂能提供更高的裂缝导流能力,在酸压允许的情况下尽量选用大粒径支撑剂。现场对PG4井进行了加砂酸压改造技术,获得了6.314×104m3/d的产量,证实了均质致密碳酸盐岩储层酸压改造中提供额外裂缝支撑剂的必要性。     

白节滩气田缝洞系统开发动态及气水关系分析

四川盆地下二叠统茅口组气藏为裂缝——溶洞型碳酸盐岩有水气藏,碳酸盐岩基质极其致密,裂缝溶洞空间分布及其气水关系具有高度非均质性．通过对白节滩气田各缝洞系统开发动态及气水关系的分析,阐明了储层非均质性是导致缝洞系统内气水关系复杂的主要原因,对见水井常采用排水找气的方式进行开采,以提高气藏的采收率．同时对其他类似碳酸盐岩缝洞型有水气藏的开发具有一定参考价值．     

基于细胞自动机的断控岩溶过程数值模拟方法

断溶体作为一种特殊的碳酸盐岩储集体类型,其形成过程尚缺乏一种定量的模拟方法.根据断溶体地质研究认识,断控岩溶以断裂破碎带为核心发生溶蚀扩大,其溶蚀程度的差异受断裂分布、裂缝密度、地层岩性差异、大气淡水或底部热液接触时间等综合因素影响.提出一种基于细胞自动机模拟断控岩溶过程的方法,以走滑断裂形成的裂缝网络为初始条件,以一定酸浓度的大气水注入为边界条件,综合考虑地层岩性差异、裂缝发育密度、重力作用,建立了基于酸扩散、连通性和传导率共同控制的模拟规则,并最终形成由累积酸溶蚀定量表征溶蚀演化程度的模拟方法.通过塔河10区典型断溶体单元实例模拟,验证了该方法的可行性.     

裂缝压力衰竭对致密储层基质-裂缝间非稳态窜流规律的影响

 致密油储层基质渗透率极低,应力敏感性强,传统的基于拟稳态假设和定压力边界条件得到的常量形状因子模型无法准确表征致密储层基质-裂缝间的非稳态窜流规律。通过考虑致密储层基质应力敏感及裂缝压力衰竭的影响,建立了致密储层基质-裂缝不稳定窜流模型。利用Pedrosa代换和正则摄动法对模型进行了线性化处理,通过Laplace变换求得了在Laplace空间下的解析解,结合Duhamel原理得到了考虑裂缝压力变化的解。通过与Hassanzadeh模型计算结果以及精细网格有限元解的结果进行对比,验证了模型的正确性。利用新模型研究了基质应力敏感以及裂缝压力衰竭对基质-裂缝间窜流规律的影响。研究表明：考虑裂缝压力衰竭影响后,应力敏感对形状因子的影响更为显著;裂缝压力递减越快,初期形状因子的值越大,但是递减的越早且递减速度越快,导致平衡后形状因子值越小;裂缝压力递减速度很小时,窜流速度会先上升达到平衡然后再递减。     

滑套固井压裂起裂压力及影响因素

起裂压力高是滑套固井压裂面临的主要问题。根据滑套固井压裂的特征,建立地应力条件下滑套固井压裂计算模型,运用有限元法及岩石抗拉强度准则计算起裂压力,通过长庆油田桃X井的实例进行验证。结果表明:水平地应力差及端口方位角是滑套固井压裂起裂压力的主要影响因素,随着水平地应力差的增大,起裂压力降低,端口方位角增大时,起裂压力增大;地层岩石的弹性模量对起裂压力有较大影响,随着地层岩石弹性模量的增大,起裂压力增大;水泥环厚度对起裂压力的影响规律与水泥环和地层的弹性模量有关,当地层弹性模量大于水泥环弹性模量时,起裂压力随水泥环厚度的增大而减小,当地层弹性模量小于水泥环弹性模量时,起裂压力随水泥环厚度的增大而增大。