渗透性砂岩地层漏失压力预测模型

第二节地层破裂压力知识分享

第二节地层破裂压力

第二节 地层破裂压力 在井下一定深度裸露的地层，承受流体压力的能力是有限的，当液体压力达到一定数值时会使地层破裂，这个液体压力称为地层破裂压力（Fracture pressure ），一般用f p 表示。使用最广泛的地层破裂压力预测是Hubbert-Willis 模式和Haimson-Fairhurst 模式。 破裂压力数据应用于钻井、修井、压裂、试油井下测试等井下工艺技术，钻井大多数是在裸眼中进行的，所以破裂压力数据在钻井方面尤为重要，它是钻井之前的井身结构设计，套管强度计算、钻井液密度设计等钻井工程设计内容的关键参数，特别是在一个新的区块开发之前，破裂压力这一数据为就重中之重了。它决定着在这一新的区域内的所有钻井方案是否正确，并能否顺利执行和能否顺利完成。 压裂作业时，地层破裂力学模型如图 1.1所示。此时，地层裂隙受地应力与压裂液共同作用。考虑深层水力压裂主成垂直裂缝，且裂缝穿透整个煤层。地应力与压裂液应力的最终有效合应力在裂隙壁面上是拉应力，当其合成应力强度因子K 达到临界值时，裂隙就开始失稳延伸。

地层的破裂压力对钻井液密度确定、井身结构和压裂设计施工等有着重要的指导作用。从上世纪五六十年代，国内外就开始对地层破裂压力进行了研究，并取得了一系列的成果。 H-W 模型 1957年Hubbert 和Willis 根据三轴压缩试验首次提出了地层破裂压力预测模式即H-W 模式指出破裂压力等于最小水平主应力加地层孔隙压力P p ,垂直有 效主应力等于上覆压力P v 减P p 最小水平主应力在其1/3到1/2范围内,预测公 式为: 式中：f P — 地层破裂压力； p P — 地层空隙压力； v P — 上覆岩层压力； 模型中上覆压力梯度为1的假设显然不符合实际,最小水平主应力为1/3到1/2垂直有效主应力范围的假设通常也带来偏低的结果。 1967年Matthews 和Kelly 在H-W 模式中引入了骨架应力系数i K ： ） （p v i p f P -P K P P += 4-7 地层正常压实时，i K 反映了地层实际骨架应力状况其值由区块内已有破裂压力资料确定，i K 系数曲线的绘制需要大量实际压裂资料，限制了此方法的应用。 1968年Pennebaker 指出上覆压力梯度是不断变化的，并将其与地质年代联系了起来。他根据声波时差资料建立了一组上覆压力梯度与深度的关系曲线，这是第一次在破裂压力预测技术中引入测井手段。 Pennebaker 将i K 定义为泊松比和时间的函数，并指出i K 随深度和地质年代的变化而变化。

地层压力预测方法(DOC)

地震地层压力预测 摘要 目前，地震地层压力预测方法归纳起来可以分为图解法和公式计算法两大类10余种。本文对各种地震地层压力预测方法进行了系统地归纳和总结，并对各种方法的特点、适用性以及存在的问题进行分析和讨论.在此基础上，就如何提高压力预测的精度，提出了一种简单适用的改进措施，经J1.K地区的实测资料的验证，效果良好。 主题词地层压力地震预测正常压实异常压实 引言 众所周知，油气层的压力是油气层能量的反映，是推动油气在油层中流动的动力，是油气层的“灵魂”。因此，在石油和天然气的勘探开发中，研究油气层的压力具有十分重要的意义。 首先，在油气田勘探中，研究油气层压力特别是油气层异常压力的分布，以及预测和控制油气层压力的方法，不仅可以保证安全快速地钻进，而且可以正确地设计泥浆比重和工程套管程序;同时也可以帮助选择钻井设备类型和有效安全正确的完井方法等。这些都直接关系到钻井的成功率以及油气田的勘探速度等问题。其次，在油气田开发过程中，准确的压力预测以及认真而系统的油气层压力分布规律的研究，不仅可以帮助我们认识和发现新的油气层，而且对于了解地下油气层能量、控制油气层压力的变化，并合理地利用油气层能量最大限度地采出地下油气均具有十分重要的意义。 多少年来，人们在异常地层压力(这里主要指异常高压或超压)预测方面进行了种种尝试，然而直到本世纪70年代以来，随着岩石物理研究的不断深人以及地震技术的不断提高，才真正使得地层压力的地震预测成为现实。 对于异常高压地层，一般表现为高孔隙率、低密度、低速度、低电阻率等特点，因此，凡是可以反映这些特点的各种地球物理方法均可用于检测地层压力。但是，由于各种测井方法均为“事后”技术，这就使得在初探区内利用地震方法进行钻前预测显得尤为重要。与此同时，地震地层压力预测还可以提供较测井方法更为丰富的空间压力分布信息。 利用地震资料进行地层压力预测，主要是利用了超压层的低速特点，因为在正常情况下，速度随深度的增加而增加，当出现超压带时，将伴随出现层速度的降低。可见，取准层速度资料是预测地层压力的关键之一，而选择合适的地层压力预测方法同样是一个十分重要的环节。 到目前为止，地震地层压力预测的方法名目繁多，但就总体而言，大致可分为图解法和公式计算法两大类。本文将对各种地震地层压力预测方法的内容、特点、应用效果以及存在的问题等作一系统全面的叙述。在前人研究工作的基础上，就如何提高地震地层压力预测的精度，本文提出一种简单而实用的改进措施，经JLK(吉拉克)地区实际资料的计算，效果良好。 地震地层压力预测方法综述 图解法 在所有地震地层压力预测方法中，最为直观简便的方法莫过于图解法了。按照判定超压层方式的不同，又可细分为等效深度图解法、比值法和量板法三种。 等效深度图解法 等效深度图解法(或可形象地称之为直接趋势线判别法)是以页岩压实概念为基础

石油钻井地层破裂压力试验报告

地层破裂压力试验报告 步骤： 1、扫水泥塞钻井，钻穿水泥塞后钻进新地层3-5米，井深1835米处，随后循环泥浆，使进出口泥浆性能趋于一致。此时泥浆密度为 1.18克每立方厘米。 2、起两柱立柱，钻头提至套管鞋内（套管下深1801.95米），关下半封闸板防喷器，注意绞车刹死，闸板不至于封闭钻杆接头处。 3、泥浆泵缸套直径为180毫米，泵速120冲每分钟时排量为46.6升每秒，即累计一冲的排量为23.3升。 4、为使压力趋于稳定，每泵一冲静待2分钟后读取立压数据。同时记录当前累计冲数。 5、实验时，司钻控制泥浆泵，以低泵速泵浆，刚好累计泵冲数加了1冲时，立刻将泵速调为零，同时记录者秒表开始计时，记到2分钟时读数立压表并记录序号、累计泵冲数、立压，之后秒表清零。实验结束后，计算每次的泥浆泵入量。 6、重复第5步，前期立压值应和累计泵入量（累计泵冲数）成线性正比关系，到达漏失压力时，立压涨幅变缓，之后压力达到最大值后逐渐下降趋于平缓，瞬时停泵记录瞬时停泵压力。之后重新启动泵，求出裂缝重张压力。 7、绘制压力、钻井液累计泵入量关系曲线，计算破裂压力当量钻井液密度、地层破裂压力梯度Gf、最大允许关井套压[Pa]。

计算： 图中漏失压力P1=9.9MPa 破裂压力Pf=12.5MPa，钻井液密度1.18g/cm3，破裂压力当量钻井液密度=1.18+102*9.9/1802=1.74g/cm3 地层破裂压力梯度Gf=0.0098*1.18+9.9/1802=0.017MPa/m，最大允许关井套压[Pa]=（0.017-0.0098*1.18）*1835=9.98MPa。 注意事项： 1、泵速一定要控制好，尽力保证每次泵入量为23.3L。 2、立压数据需要等稳定后读取，读取准确。 3、泄压时注意操作安全。

地层压力-地层破裂压力-地层坍塌压力预检测

地层破裂压力和坍塌压力预测 摘要 地层破裂压力和地层坍塌压力是钻井工程设计的重要依据，对确定合理的钻井液密度和其他钻井参数有重要意义。在参考了一些书籍和相关论文的基础上，对地层破裂压力和坍塌压力的预测方法做出了较为系统的总结。地层破裂压力的预测主要有H-W模式和H-F模式，包括伊顿法、黄荣樽法、安德森法等；地层坍塌压力的预测主要基于井壁岩石剪切和拉伸破坏的原理。 关键词：破裂压力；坍塌压力；预测

第一章前言 地层破裂压力是指使地层产生水力裂缝或张开原有裂缝时的井底流体压力。它是钻井和压裂设计的基础和依据。如何准确地预测地层破裂压力，对于预防漏、喷、塌、卡等钻井事故的发生及确保油气井压裂增产施工的成功有着重要的意义。 地层坍塌压力是指随着钻井液密度的降低，井眼围岩的剪应力水平不断提高，当超过岩石的抗剪强度时，岩石发生剪切破坏时的临界井眼压力。它的确定对于确定合理的钻井液密度和钻井设计及施工有重要意义。 地层三项压力研究历史及发展现状： ?八十年代以前，地层孔隙压力以监测为主，地层破裂压力预测处于经验模式阶 段，如马修斯-凯利模式、伊顿模式等。没有地层坍塌压力的概念。 ?八十年代，提出了地层坍塌压力的概念，从理论上对地层三个压力进行了公式 推导。 ?九十年代以来，一般根据岩石力学的基本原理由地应力和地层的抗拉强度预测 地层的破裂压力，进入实用技术开发阶段。 目前，地层三项压力预测技术已经得到广泛的重视，也从各个方面对其进行了研究和应用： ●室内实验研究方法（研究院） ●地震层速度法（石大北京） ●常规测井资料法（华北钻井所、石大） ●页岩比表面积法（Exxon) ●人造岩心法(Norway) ●岩屑法(Amoco、石油大学） ●LWD、SWD法（厂家） ●经验模式法（USA)

地层破裂压力

第四节地层破裂压力 一、地层破裂压力的重要性 为了合理进行井身结构设计（套管层次、下入深度）和制定钻井施工措施，除了掌握地层压力梯度剖面外，还应了解不同深度处地层的破裂压力。在钻井中，合理的钻井液密度不仅要略大于地层压力，还应小于地层破裂压力，这样才能有效地保护油气层，使高低压油气层不受钻井液损害，避免产生漏、喷、塌、卡等井下复杂情况，为全井顺利钻进创造条件，以获得高速、低成本、安全高效钻井。地层破裂压力还是确定关井极限套压的重要依据之一。 二、影响地层破裂压力的主要因素 地层的破裂压力首先取决于其自身的特性。这些特性主要包括地层中天然裂缝的发育情况，他的强度（主要是抗拉伸强度）及其弹性常数（主要是泊松比）的大小。 地层中孔隙压力的大小也对其破裂压力有很大的影响。一般来说，地层的孔隙压力越大，其破裂压力也越高。 从力学角度看来，地层的破裂是地层受力作用的结果，除了流体压力的作用外，也和地层中存在的地应力大小有很大的关系。 在地下埋藏着的岩层中，由于受其上方覆盖岩层的重力作用和构造运动的影响，作用着地应力。这种地应力在不同的地区和不同的油田构造断块里是不同的。 通常，三个主方向上的地应力是不相等(如图1-4-1)。即有： σx≠σy≠σz (4-1) 1、上覆岩层压力 表示）,它是由深度H以上岩层的重力产生的。如果地层孔图中σz表示上覆岩层压力（有时也用P 隙压力是P ，则有 p (4-2) σz＝σz′＋P p 式中，σz′称为“有效上覆岩层压力”。它表示扣除孔隙压力的影响后，直接作用在岩层骨架颗粒上的应力。也称为骨架应力。 2、水平地应力 根据该地区有无受到构造运动的影响以及构造运动的形态，可将水平地应力分为三种情况。 (1)未受到地质构造运动扰动过的沉积较新的连续沉积盆地，属于水平均匀地应力状态。其水平地应力只来源于上覆岩层的重力作用。 设地下岩层为各向同性，均质的弹性体，则根据地层在水平方向上的应变受到约束的条件可以导出：бx′=бy′=μ*бz′／（1－μ） (4-3) 式中：бx′、бy′—水平方向的两个有效的主地应力，且有 бx′＝бx－Pp (4-4) бy′＝бy－Pp (4-5) 式中：бz′—有效地上覆岩层压力,MPa

地层压力预测技术

地层压力预测技术 第一章油田的地质特点 油田位于松辽盆地北部，其储油层属于陆湖盆地叶状复合三角洲沉积，是一个大型的多层砂岩油田，共有三套含油组合，即上部黑帝庙、中部萨葡高和下部扶含油组合。由于湖盆频繁而广泛的变化，形成了泛滥平原、分流平原、三角洲外前缘等不同的沉积相带，在萨尔图、葡萄花、高台子含油层段，由于不同的沉积时期和不同的沉积环境，又形成了不同类型的沉积砂体和沉积旋回，因此造成其平面上和垂向上的严重非均质性。 由于这种特定的陆湖相沉积环境，构成了油田的许多基本特点。一是油层多，含油井段长，储量丰度高。萨尔图、葡萄花、高台子油层组，约有49~130多个单层，含油井段几十米到几百米，每平方公里的储量从几十万吨到几百万吨不等。二是油层厚度大，差异也大，最薄的0.2m，一般1m~3m，最大单层厚度可达10m~13m。三是渗透率差异大，空气渗透率最低0.02μm2,最高达5μm2。在纵向剖面上，形成了砂岩与泥岩，厚层与薄层，高渗透层与低渗透层交错分布的复杂情况。 第二章浅气层分布规律及下表层原则 2.1 浅气层的分布规律 浅气层在油田尤其是油田长垣北部的喇、萨、杏油田具

有广泛的分布。在构造轴部的嫩二段顶部粉砂岩及泥质粉砂岩层，嫩三段的粉砂岩及泥质粉砂岩层，嫩四段的细砂岩及粉砂岩层，只要具备以下三条件，就能形成浅气层（在外围就是黑帝庙油层）。 1）具备2.5m视电阻率为10Ω·m，自然电位3mv的砂岩。 2）该砂岩必须在一定海拔深度以上才能形成气层。 3) 同时形成一定的局部构造圈闭及断层遮挡条件（即断层断裂后相对隆起的下盘被断层遮挡），有利于浅气层的聚集。，萨尔图、杏树岗油田浅气含气围见表1-1，喇嘛甸油田浅气含气围见表1-2。 图1-1 浅气层分区示意图

破裂压力计算概述

破裂压力计算概述 1引言 1.1破裂压力概念 地层破裂压力(P B)定义为使地层产生水力裂缝或张开原有裂缝时的井底压力,要实现水力加砂压裂的前提条件是应该有足够的地面泵压使井底目的层地层开裂。实际生产中通常用破裂压力梯度G B(地层破裂压力P B与地层深度H的比值)表示破裂压力的大小,破裂压力梯度值G B一般由压裂实践统计得出。地层破裂压力与岩石弹性性质、孔隙压力、天然裂缝发育情况以及该地区的地应力等因素有关。在压裂施工中的地层破裂压力还可以这样来理解就是裂缝即将开启而未开启时的井底压力；在压裂施工作业中，如果起泵初期压力有比较明显的降落时，那么我们就可以确定出破裂压力来这一数值可用下面这一关系式来描述：地层破裂压力=裂施工作业初期的最高套管压力+层中部的液柱压力 1.2破裂压力的获取途径 水力压裂是油气井最常用的一种增产措施，而地层破裂压力是压裂设计和施工工艺的一项重要参数，确定该参数正确与否，将关系到能否保证压开地层等问题。 该参数的获取有两种途径：一是进行室内岩石力学实验或井场水力压裂施工；二是从测井资料中提取。目前，用测井资料估算砂泥岩剖面地层破裂压力的方法与技术较为成熟。由于碳酸盐岩地层原生孔隙很小，次生孔隙的发育使岩石的刚性大大减弱，并呈现出明显的非均质性与各向异性，同时不同的构造部位受构造应力作用的强度难以确定，最小水平主应力和岩体抗张强度的度量较难，造成用测井资料计算的地层破裂压力精度较低。碳酸盐岩地层破裂压力与测井响应具有密切的关系。利用能够反映碳酸盐岩地层基本特性和岩石力学性质的测井信息，预测碳酸盐岩地层的破裂压力是一种经济、简便的可靠途径。 1957年，Hubbert和Willis根据三轴压缩试验，首先提出了地层破裂压力预测模式即H-W模式。到目前为止，国内外提出了许多预测地层破裂压力的方法。比较常用的有Eaton法，Stephen法，黄荣樽法等。1997年Holbrook发表了适于预测张性盆地裂缝扩展压力的一种方法。现场应用表明，修正后的模型具有较高的精度。 以上方法需要确定地层的泊松比、地层的构造应力系数、抗拉强度、室内岩心三轴试验和现场典型的破裂压力试验。

地层破裂压力讲课教案

地层破裂压力

第四节地层破裂压力 一、地层破裂压力的重要性 为了合理进行井身结构设计（套管层次、下入深度）和制定钻井施工措施，除了掌握地层压力梯度剖面外，还应了解不同深度处地层的破裂压力。在钻井中，合理的钻井液密度不仅要略大于地层压力，还应小于地层破裂压力，这样才能有效地保护油气层，使高低压油气层不受钻井液损害，避免产生漏、喷、塌、卡等井下复杂情况，为全井顺利钻进创造条件，以获得高速、低成本、安全高效钻井。地层破裂压力还是确定关井极限套压的重要依据之一。 二、影响地层破裂压力的主要因素 地层的破裂压力首先取决于其自身的特性。这些特性主要包括地层中天然裂缝的发育情况，他的强度（主要是抗拉伸强度）及其弹性常数（主要是泊松比）的大小。 地层中孔隙压力的大小也对其破裂压力有很大的影响。一般来说，地层的孔隙压力越大，其破裂压力也越高。 从力学角度看来，地层的破裂是地层受力作用的结果，除了流体压力的作用外，也和地层中存在的地应力大小有很大的关系。 在地下埋藏着的岩层中，由于受其上方覆盖岩层的重力作用和构造运动的影响，作用着地应力。这种地应力在不同的地区和不同的油田构造断块里是不同的。 通常，三个主方向上的地应力是不相等(如图1-4-1)。即有： σx≠σy≠σz (4-1) 1、上覆岩层压力 图中σz表示上覆岩层压力（有时也用P0表示）,它是由深度H以上岩层的重力产生的。如果地层孔隙压力是P p，则有 σz＝σz′＋P (4-2) p 式中，σz′称为“有效上覆岩层压力”。它表示扣除孔隙压力的影响后，直接作用在岩层骨架颗粒上的应力。也称为骨架应力。 2、水平地应力 根据该地区有无受到构造运动的影响以及构造运动的形态，可将水平地应力分为三种情况。 (1)未受到地质构造运动扰动过的沉积较新的连续沉积盆地，属于水平均匀地应力状态。其水平地应力只来源于上覆岩层的重力作用。 设地下岩层为各向同性，均质的弹性体，则根据地层在水平方向上的应变受到约束的条件可以导出： бx′=бy′=μ*бz′／（1－μ） (4-3)

地震波阻抗资料预测地层压力总结

地震波阻抗资料预测地层压力 1968年，潘贝克提出利用地震层速度预测地层压力的方法。随着岩石物理研究的不断深入和地震技术的不断提高，使地震技术预测地层压力成为可能，其精度大幅度提高。 在地震压力预测中，经常使用的资料是地震速度谱资料和地震反演得到的地震波阻抗资料。由于地震速度谱资料在纵向上测点较少，不能满足压力精确预测的需要。反演波阻抗资料在纵向上是连续的，可用的信息较多，是压力预测的主要基础资料。 地震波在地层介质中的传播速度与地层的岩性、岩层的压实程度、岩层的埋藏深度以及岩层的地质时代等因素有关，一般情况下，地震波的传播速度随地层埋藏深度的加大而增加。因此，同样岩性的岩石，埋藏深、时代老，要比埋藏浅、时代新的岩石波传播速度要大。但在高压地层段内，由于岩层孔隙空间充填气体或液体，压力的增大和岩石密度的减小，使波在液体和气体中传播的速度要低于在岩石骨架固体中的传播速度。因而，孔隙度和波传播速度有反比关系，即同样岩性岩石，当孔隙度大时，其速度相对较小。孔隙度的变化意味着岩石密度的变化，它同密度亦有反比的关系，即孔隙度变大，密度相对减小。因此，速度的变化实际随岩石密度的增大而增大。综上分析，地震波在地层介质中的传播速度与岩层埋藏深度、岩石沉积年代和岩石密度有正比关系，与岩石孔隙度变化成反比关系，这些特性与常规声波测井的规律性是一致的，因此，用地震波进行地层压力预测的理论是可行的。 异常高压地层具有高孔隙度、低密度的特点，因而在地震速度上具有低速的特征。在浅层正常压实带，地震层速度随着深度的增加而不断增大，具有很强的规律性。但是，若在地下某一深度出现异常高压，则表明该深度的地层处于欠压实状态，其孔隙度比相同深度处正常压实的孔隙度高，地震层速度比相同深度处正常压实的地震层速度小。利用这一特征，即地震层速度在同一深度上处于异常压实带和处于正常压实带的差异，可以定量的计算地下地层压力。 地震层速度预测地层压力的方法，常用的有图解法和公式法两大类。图解法包括等效深度图解法、比值法和量版法三种。公式法包括压实平衡法、等效深度公式计算法、Eaton 法、Fillipone 法和Martinez 法等。 尽管如此，关于异常压力形成机理仍存在许多有争议的问题，异常压力数值模拟也存在一些地质影响因素难以量化的问题，另外，异常压力对油气成藏的控制作用也不十分明确。 Fillippone 法与刘震法 Fillippone 法是有加利福尼亚联合石油公司的W.R.Fillppone 提出的。他在1978年和1982年通过对墨西哥湾等地区的测井、钻井、地震等多方面资料的综合研究，先后提出两套不依赖正常压实趋势线的简单而实用的计算公式，并在墨西哥湾等地的实际应用中取得了良好的效果，具体公式如下 max max min i f ov v v P P v v -=- （！）

地层破裂压力试验

地层破裂压力试验 一、作业应具备的条件 1.凡是下入各层技套后的探井及设计有要求的井，都要做地层破裂压力试验。 2.做地层压力破裂试验前，整套井控设备必须安装完备并试压合格。 3.钻井整套设备运行良好、试压泵（建议用一台水泥车，能够准确记录泵入钻井液的量）能正常工作、及各种仪表灵敏、能准确读数。 4.各岗位人员全部到位，分工明确，联络通畅，配合熟练，为收集且记录好准确、齐全的数据做充分的准备。 二、设备和工具的检查 1．检查所有有关的压力表要完好。 2．检查所有的阀门完好、灵活、不刺不漏。 3.闸门组各闸门开关灵活，不刺不漏。 4.检查远程控制台、司钻控制台，保证工作正常，液控管线不刺 不漏。 5.试压泵（水泥车）性能良好，管线畅通、联接正确。 三、地层破裂压力试验步骤 1.钻穿水泥塞钻开试压地层。一般钻新井眼3～5m或套管鞋以下第 一个砂岩层，如果没有砂层，最多钻10m新井眼。 2.循环钻井液清洗井眼，将井内钻井液循环均匀后，测量井内钻井 液密度且作好记录。

3.上提钻具使钻头进入套管内关防喷器。 4.用较小排量（0.66～1.32L/S）向井内注入钻井液。 5.计算上顶力（注压时，一定要使上顶力小于井内钻具在钻井液中的重量，否则闸板防喷器的闸板必须封在靠近钻杆公接头处，防止钻具上行）。 6记录各个时间的泵入量和相对应的立管压力值。 7做出液压试验曲线 （以***队承钻的****井地层破裂压力试验为例） 1、组合下钻探到水泥塞面后，钻穿水泥塞后钻进新地层5米，井深1806米处，随后循环泥浆，将井筒清洗干净。（泥浆循环均匀后测量泥浆性能，此时泥浆密度为1.18g/cm3） 2、起出一立柱，钻头提至套管鞋以内（套管下深1800.82米），接上方钻杆，关半封闸板防喷器，注意绞车刹死，闸板一定要错开钻杆接头处。 3、用试压泵以小排量往井里注入钻井液。 4、记录不同时间的注入量和套管压力。（用试压泵注压是接在压井管汇上，立管压力与套管压力有滞后效应，如果是正注压就记录立管压力）。 5、重复第4步，没有漏失前立压值应和累计泵入量成线性正比关系，到达漏失压力时，立压涨幅变缓，之后压力达到最大值后逐渐

第二节地层破裂压力

第二节 地层破裂压力 在井下一定深度裸露的地层，承受流体压力的能力是有限的，当液体压力达到一定数值时会使地层破裂，这个液体压力称为地层破裂压力（Fracture pressure ），一般用f p 表示。使用最广泛的地层破裂压力预测是Hubbert-Willis 模式和Haimson-Fairhurst 模式。 破裂压力数据应用于钻井、修井、压裂、试油井下测试等井下工艺技术，钻井大多数是在裸眼中进行的，所以破裂压力数据在钻井方面尤为重要，它是钻井之前的井身结构设计，套管强度计算、钻井液密度设计等钻井工程设计内容的关键参数，特别是在一个新的区块开发之前，破裂压力这一数据为就重中之重了。它决定着在这一新的区域内的所有钻井方案是否正确，并能否顺利执行和能否顺利完成。 压裂作业时，地层破裂力学模型如图1.1所示。此时，地层裂隙受地应力与压裂液共同作用。考虑深层水力压裂主成垂直裂缝，且裂缝穿透整个煤层。地应力与压裂液应力的最终有效合应力在裂隙壁面上是拉应力，当其合成应力强度因子K 达到临界值时，裂隙就开始失稳延伸。

地层的破裂压力对钻井液密度确定、井身结构和压裂设计施工等有着重要的指导作用。从上世纪五六十年代，国内外就开始对地层破裂压力进行了研究，并取得了一系列的成果。 H-W模型 1957年Hubbert和Willis根据三轴压缩试验首次提出了地层破裂压力预测模式即H-W模式指出破裂压力等于最小水平主应力加地层孔隙压力P p ,垂直有效 主应力等于上覆压力P v 减P p 最小水平主应力在其1/3到1/2范围内,预测公式为:

式中：f P — 地层破裂压力； p P — 地层空隙压力； v P — 上覆岩层压力； 模型中上覆压力梯度为1的假设显然不符合实际,最小水平主应力为1/3到1/2垂直有效主应力范围的假设通常也带来偏低的结果。 1967年Matthews 和Kelly 在H-W 模式中引入了骨架应力系数i K ： ） （p v i p f P -P K P P += 4-7 地层正常压实时，i K 反映了地层实际骨架应力状况其值由区块内已有破裂压力资料确定，i K 系数曲线的绘制需要大量实际压裂资料，限制了此方法的应用。 1968年Pennebaker 指出上覆压力梯度是不断变化的，并将其与地质年代联系了起来。他根据声波时差资料建立了一组上覆压力梯度与深度的关系曲线，这是第一次在破裂压力预测技术中引入测井手段。 Pennebaker 将i K 定义为泊松比和时间的函数，并指出i K 随深度和地质年代的变化而变化。 1969年伊顿（Eaton ）提出上覆岩层压力梯度不是常数而是深度的函数，可由密度测井曲线求得，并把（4-7）式中的i K 值具体化为υ/(1-υ)，υ为地层的泊松比。提出预测破裂压力模式为： 然而这个μ值并不是真正的岩石泊松比它隐含了众多Eaton 未想到的参数 1973年Anderson 考虑了井壁应力集中的影响引入Biot 弹性多孔介质的应力应变关系在均匀水平地应力的假设下提出模型： 式中为Biot 系数，Terzadhi 根据试验结果提出对多数沉积岩可取α=1上式

压力预测技术研究

随钻地层压力预测技术应用探讨 周生友李恩重杨伟彪雷运木张根法 （河南石油勘探局地质录井公司） 在以往陆上和海上石油勘探的实践中，普遍存在着异常高压地层，这些广泛分布的异常高压地层首先影响的是钻井安全，如果未能及早检测或预测可能钻遇到的异常高压地层，使用的钻井液柱压力小于地层压力时，会引起井涌或井喷事故；反之，钻井液柱压力大于地层的破裂压力梯度时，又将导致井漏，易造成油气储层的污染，使气测仪检测不到气测异常显示，在测试时不能出油气，导致压死油气储层的现象，因而随钻预测地层压力技术就显得格外重要。 一、地层压力形成的原因 异常高压地层分布广泛，从新生界第四系更新统到古生界寒武系、震旦系都存在。它的形成原因有多种解释，大多数学者认为，至少有六种机理可以用来解释沉积盆地内异常高压地层的形成原因，分别是压实效应、成岩作用、密度差的作用、构造应力及构造活动、异常地温梯度、油气生成等。异常高压有可能是某个原因造成的，但往往是几个因素综合作用的结果。在引起异常高压的诸多原因中，压实作用是引起超压异常最基本、最主要的机理。随着埋藏深度的增加和温度的增加，孔隙水膨胀，而孔隙空间随地静载荷的增加而减小，因此，只要有足够的渗流通道，才能使地层水迅速排出、保持正常的地层压力。换句话说，只要孔隙水按自然压实速度排出，孔隙压力才可保持水静压力沉积增加，上覆岩层重量增加，使基岩应力继续增加以平衡增加的上覆岩层压力。但如果水的通道被堵塞或严重受阻，逐渐增多的上覆沉积物重量，只能由孔隙内的流体承担，从而使孔隙压力高于静液压力而形成异常高压。 二、几种随钻地层压力检测技术原理及计算方法 对于随钻地层压力检测技术来说，已经不是什么新技术，它诞生于上世纪60年代，发展在80年代，尤其是80年代中期我国大量引进综合录井仪以后，使地层压力检测技术的应用迅速升温。当时，钻井利用人工随钻采集钻井工程资料进行地层压力检测，物探利用地震资料进行地层压力预测，测井利用声波和密度测井资料进行地层压力预测，录井利用综合录井仪进行随钻地层压力检测，使这项技术成为一时流行的技术。因为录井采用综合录井仪的计算机实时处理的随钻地层压力检测技术，因具有直接性、实时性和准确性而独占鳌头。

现场地层压力计算

在此处键入公式。六、地层压力计算 1、地层孔隙压力和压力梯度 (1)地层孔隙压力 H g p f p ???=-ρ310 式中，P p ——地层孔隙压力(在正常压实状态下，地层孔隙压力等于静液柱压力)，MPa ； ρf ——地层流体密度，g/cm 3 ； g ——重力加速度，9.81m/s 2； H ——该点到水平面的重直高度(或等于静液柱高度)，m 。 在陆上井中，H 为目的层深度，起始点自转盘方钻杆补心算起，液体密度为钻井液密度 ρm ，则，H g p m h ???=-ρ310 式中，p h ——静液柱压力，MPa ； ρm ——钻井液密度，g/cm 3 ； H ——目的层深度，m ； g ——重力加速度，9.81m/s 2。 在海上钻井中，液柱高度起始点自钻井液液面(出口管)高度算起，它与方补心高差约 为0.6～3.3m ，此高差在浅层地层孔隙压力计算中要引起重视，在深层可忽略不计。 (2)地层孔隙压力梯度 H P G P p = 式中 G p ——地层孔隙压力梯度，MPa/m 。 其它单位同上式。 2、上覆岩层压力及上覆岩层压力梯度 (1)上覆岩层压力 ])1[(1081.93o ρρΦ+Φ-?=-m H P 式中 P o ——上覆岩层压力，MPa ； H ——目的层深度，m ； Φ——岩石孔隙度，％； ρ——岩层孔隙流体密度，g/cm 3 ； ρm ——岩石骨架密度，g/cm 3 。 (2)上覆岩层压力梯度 H P G o o = 式中，G o ——上覆岩层压力梯度，MPa/m ； P o ——上覆岩层压力，MPa ； H ——深度(高度)，m 。 (3)压力间关系 z p P p O σ+= 式中，P o ——上覆岩层压力，MPa ； P p ——地层孔隙压力，MPa ；

地层压力预测件Predict界面翻译

一、开始一个新的项目 Create a Project: Step 1—Specify Project General Information 创建一个项目：步骤1—具体项目的概要信息 Project location 项目位置 Project name 项目名字 Description 描述 Analyst 分析人员 Default depth unit 默认深度单位 Copy library as a well into project 复制库文件作为一口井到项目中

Create a well—step 1: Specify Data Source 创建一口井—步骤1：具体的数据来源Source well 井的来源 None 没有 From a well in this project (copy well information only) 来自于这个项目中的一口井（只复制井的信息） From a well in this project (Copy well information and all data inside this well) 来自于这个项目中的一口井（复制井的信息和这口井的所有数据） From an LAS file 来自一个LAS文件 View generation 视图生成 Automatically create views using the system default views 用系统默认的视图自动创建视图 View name generate schemes 视图名字产生方案

Create a Well – Step2: Collect Well General Information 创建一口井—步骤2：选择井的概要信息 Well name 井的名子 Description 描述 Operator 操作人员 Analyst 分析人员 Unique Well Identifier 井的唯一标识符 Rig name 钻探设备名字 Status状态 Well type 井的类型 Security level 安全级别 Spud date 开钻日期 Completion date 完钻日期 Depth unit 深度单位 Air gap 空气间隙 Water depth 水深 Elevation 海拔 Total MD 总测量深度 Total TVD 总实际垂直深度

地层漏失实验

地层漏失试验程序 1.1.1 试漏层位： 二开后钻揭新地层5~10m做地层破裂压力试验。 1.1.2 试漏程序： （1）试验前循环调节钻井液性能，保证钻井液性能均匀，以满足试验施工要求。 （2）上提钻头至套管鞋内，井内灌满钻井液，关井。 （3）用水泥车或试压泵采用从钻具水眼或环空两种方式中的一种向井内泵入钻井液。裸眼长度在5m以内的选用0.7~1.0L/s的排量，超过5m的选用2~4L/s的排量。 （4）为了求取试漏层最小主地应力和岩石抗拉强度数据，地层压裂后应进行停泵和重张压力测量。 （5）当压力达到井口承压设备中的最小额定工作压力或套管承受的压力达到套管中的最小抗内压强度80%时仍未被压裂，应停止试验。 1.1.3 试漏数据采集： （1）日期、时间、井号、井深、套管尺寸及下深、地层及岩性、钻井液密度、注入泵型号、缸套直径及冲数。 （2）每间隔20~50L泵入量或每间隔10s（泵速恒定）记录一次相应泵压和注入量或时间。开始时记录点间隔可大些，后期应加密记录点。正循环 泵入时，泵压由立管或井口压力表读数。环空泵入时由环空压力表读数。 （3）地层压裂后继续泵入直到记录出压力平稳段后停泵，停泵每间隔10s记录一次泵压，直至记录出泵压平稳段。 （4）待泵压相对稳定后，重新开泵压开地层，继续泵入钻井液直至再次出现压力平稳段停泵，每间隔10s记录一次重张压力。 （5）详细记录试验过程中的压力与排量变化情况，特别要读出破裂压力值、裂缝延伸压力、瞬时停泵开始压力、停泵后压力下降的拐点、重新开泵后的裂缝重张压力、裂缝延伸压力等各项数据。 1.1.4 试漏结果： 根据采集的数据做出如下图所示的试漏曲线；

地层压力预测技术参考Word

地层压力预测技术 第一章大庆油田的地质特点 大庆油田位于松辽盆地北部，其储油层属于内陆湖盆地叶状复合三角洲沉积，是一个大型的多层砂岩油田，共有三套含油组合，即上部黑帝庙、中部萨葡高和下部扶杨含油组合。由于湖盆频繁而广泛的变化，形成了泛滥平原、分流平原、三角洲内外前缘等不同的沉积相带，在萨尔图、葡萄花、高台子含油层段内，由于不同的沉积时期和不同的沉积环境，又形成了不同类型的沉积砂体和沉积旋回，因此造成其平面上和垂向上的严重非均质性。 由于这种特定的内陆湖相沉积环境，构成了大庆油田的许多基本特点。一是油层多，含油井段长，储量丰度高。萨尔图、葡萄花、高台子油层组，约有49~130多个单层，含油井段几十米到几百米，每平方公里的储量从几十万吨到几百万吨不等。二是油层厚度大，差异也大，最薄的0.2m，一般1m~3m，最大单层厚度可达10m~13m。三是渗透率差异大，空气渗透率最低0.02μm2,最高达5μm2。在纵向剖面上，形成了砂岩与泥岩，厚层与薄层，高渗透层与低渗透层交错分布的复杂情况。 第二章浅气层分布规律及下表层原则 2.1 浅气层的分布规律 浅气层在大庆油田尤其是大庆油田长垣北部的喇、萨、

杏油田具有广泛的分布。在构造轴部的嫩二段顶部粉砂岩及泥质粉砂岩层，嫩三段的粉砂岩及泥质粉砂岩层，嫩四段的细砂岩及粉砂岩层，只要具备以下三条件，就能形成浅气层（在外围就是黑帝庙油层）。

1）具备2.5m视电阻率为10Ω·m，自然电位3mv的砂岩。 2）该砂岩必须在一定海拔深度以上才能形成气层。 3) 同时形成一定的局部构造圈闭及断层遮挡条件（即断层断裂后相对隆起的下盘被断层遮挡），有利于浅气层的聚集。，萨尔图、杏树岗油田浅气含气范围见表1-1，喇嘛甸油田浅气含气范围见表1-2。 图1-1 浅气层分区示意图 表1-1 萨尔图、杏树岗油田浅气层分布及防喷地质要求

地层破裂压力实验图说明

地层破裂压力试验方法 一、地层破裂（漏失）压力概念 二、确定地层破裂压力的方法 三、地层试漏曲线分析 四、地层破裂（漏失）压力计算 五、地层破裂（漏失）压力试验 目标 一、了解地层破裂（漏失）压力概念，会分析地层试漏曲线。 二、掌握地层破裂（漏失）压力试验方法及步骤及曲线绘制。 三、掌握地层破裂（漏失）压力及允许关井套压计算方法。 地层破裂压力是指某一深度地层发生破碎和裂缝时所能承受的压力。当达到地层破裂压力时，地层原有的裂缝扩大延伸或无裂缝的地层产生裂缝。 一、地层破裂压力 一般情况(遵循压实规律)下，地层破裂压力随着井深的增加而增大。 在钻井时，钻井液柱压力的下限要保持与地层压力相平衡，实现压力控制。而其上限则不能超过地层的破裂压力，以避免压裂地层造成井漏。 一、地层破裂压力 地层漏失压力是指某一深度的地层产生钻井液漏失时的压力。 对于正常压力的高渗透性砂岩、裂缝性地层以及断层破碎带处，往往地层漏失压力比破裂压力小得多，而且对钻井安全作业危害很

大。 一、地层漏失压力 习惯上以地层漏失压力作为确定井控作业的关井压力依据。这样更加趋于安全。 一、地层漏失压力 1、预测法——应用经验公式预测地层破裂压力，作为钻井设计的依据。 2、验证法——在下套管固井后，必须进行试漏试验，以验证预测的破裂压力。

二、确定地层破裂（漏失）压力的方法 在做地层破裂压力试验时，在套管鞋以上钻井液的静液压力和地面回压的共同作用下，使地层发生破裂而漏失 1、漏失压力（PL） 从图中可以看到：一开始，立压变化几乎与注入量成一直线关系，这说明井下尚无漏失现象。但从L点发生转折，试验曲线偏离直线，呈曲线变化，但压力继续上升。表明此时地层的骨架颗粒开始分离，但未形成裂缝，钻井液开始漏失（但漏速小于注入量）。 试验曲线偏离直线的点，是地层开始漏失的点，这时地层所承受的压力称为地层漏失压力。 三、典型试漏曲线分析 2、破裂压力（PF） 从图中可以看到：从L点发生转折后，呈曲线变化，但压力仍继续上升，至最大峰值F点后下降，这时地层破裂，形成裂缝，钻井液向裂缝中漏失（漏速大于注入量），其后压力将下降。此时停泵，压力趋于平稳。 试验曲线的最高点。反映了井内压力克服地层的强度使其破裂，形成裂缝，钻井液向裂缝中漏失，其后压力将下降。 3、延伸压力（PPRO） 压力趋于平缓的点。它使裂缝向远处扩展延伸。 四、地层破裂压力试验

探井地层压力预测计算方法

探井地层压力预测计算方法 摘要：对地层压力的计算预测准确与否直接影响探井钻井工程井控和正常安全施工，因而成为探井的一个技术关键。本文对探井地层压力的预测和计算方法进行了优选，建立了综合的钻前、随钻、及钻后各环节地层压力计算的分析、对比和校正的模式。 关键词：孔隙压力、破裂压力、压力预测 abstract: the calculation of strata pressure predict accurately or not directly affect drilling exploratory wells well control and normal safety construction, thus it has become a key technology of exploratory wells. in this paper, the exploration wells formation pressure prediction and calculation method optimized, established a comprehensive drilling, drilling, and before with drilling after the link formation pressure calculation analysis, comparison and correction mode. keywords: pore pressure, burst pressure, pressure prediction 中图分类号：tu74文献标识码：a 文章编号： 0 引言 地层压力预测和检测是探井施工环节中的一个重要内容。由于施工区域附近邻井资料少，在钻前因资料不足，探井地层压力往往

地层压力预测方法

一、地层压力预测软件有： 1.JASON软件 Jason软件是一套综合应用地震、测井和地质等资料解决油气勘探开发不同阶段储层预测和油气藏描述实际问题的综合平台。 Jason 的重要特点就是随着越来越多的非地震信息（测井，测试，地质）的引入，由地震数据推演的油气藏参数模型的分辨率和细节会得到不断的改善。用户可根据需要由Jason 的模块构建自己的研究流程。 其反演模块包括： InverTrace：递归反演 稀疏脉冲反演 InverTrace_plus：稀疏脉冲反演 RockTrace：弹性反演 InverMod：特征反演 （主组分分析） StatMod：随机模拟 随机反演 FunctionMod：函数运算 压力预测原理：由JASON反演出地层速度，速度计算垂直有效应力，进而求出孔隙流体压力。 2、地层孔隙压力和破裂压力预测和分析软件DrillWorks/PREDICTGNG 软件功能: ?趋势线(参考线)的建立 --手工 --最小二乘方拟合 --参考线库 ?页岩辨别分析 ?上覆岩层梯度分析 --体积密度测井 --密度孔隙度测井 --用户定义方法(程序) ?孔隙压力分法 --指数方法 电阻率、D一指数 声波、电导率 地震波 --等效深度方法 电阻率、D--指数 声波 --潘尼派克方沾 --用户定义方法(程序) ?压裂梯度分法 --伊顿方法

--马修斯和凯利方法 --用户定义方法(程序) ?系统支持项目和油井数据库 ?系统支持所有趋势线方法 ?系统包括交叉绘图功能 ?用户定义方法(程序) ?包括全套算子 ?系统支持井与井之间的关联分析 ?系统支持岩性显示 ?系统支持随钻实时分析 ?系统支持随钻关联分析 ?多用户网络版本 数据装载功能: ?斯仑贝谢LIS磁盘输入 ?斯仑贝谢LIS磁带输入 ?CWLS LAS输入 ?ASCII输入 ?离散的表格输入 ?井眼测斜数据 ?测深/垂深表格 用户范围: ?美国墨西哥湾 ?北海 ?西部非洲 ?南美 ?尼日利亚三角洲 ?南中国海 ?澳大利亚 DrillWorks/PREDICTGNG 与其它软件的区别?世界上用得最多的地层压力软件 ?钻前预测、随钻监测和钻后检测 ?用户主导的软件系统 ?准确确定 --上覆岩层压力梯度 --孔隙压力梯度 --破裂压力梯度 ?使用下列数据的任何组合来分析地层: -地震波速度 -有线测井

地层压力定量计算方法

地层压力的定量计算 对任何井及区块地层压力的认识首先是从对区域地震剖面、地质构造、地层沉积史、油气运移、生排烃史以及周边和实钻资料的综合分析获得的，在此基础上建立区域地层压力模型，绘制出地层压力、破裂压力和上覆地层压力剖面，并对即将钻探的井提出具有指导性的意见和套管下深结构建议。在随后的实钻过程中，通过对实时钻井数据的分析不断修改和完善预测结果。最后以实测的地层压力数据对所建立的地层压力剖面及模型加以校正。 由此可见对地层压力的认识是一个不断认知-更新的过程，地层压力预测、评价服务贯穿了一口井从设计到完井的始终。为了将问题简单化我们按其和钻井作业的对应关系将地层压力预测、监测和评价大致分为：钻前地层压力预测、随钻地层压力监测和钻后地层压力评价三部分。其中随钻地层压力监测是对地层压力准确认识的关键，它关系到钻井作业的成败。 一、地层压力检测所需资料 地层压力检测结果出自对定量数据的计算和对定性数据的分析。所需的资料大致分为数据类、图表类和文字描述类。 数据类：预测井和临井经深度校正后的地层层速度数据及分层数据；预测井和临井的海拔高度、补心高度、钻盘面距名义海平面距离、井位坐标及地下水平面高度数据；临井套管下深结构数据；临井钻井录井数据，包括：井深、垂深、钻速、钻压、气测、出/入口泥浆密度、出/入口泥浆温度、ECD、Dxc等；临井的测井或LWD数据，包括：然伽玛或自然电位、深浅电阻率、声波、岩石密度等数据；临井实测地层压力数据，包括：MDT、RFT或DST；临井地层漏失实验（LOT）或地层完整性实验FIT数据。 图表类：临井综合录井图和地层压力录井图；过井地震剖面；预测井含临井的地理位置图。 文字描述类：临井岩屑和岩芯定名及描述；临井地质完井报告、钻井报告和井史；临井井漏、井涌、井喷记录。 二、伊顿法地层压力的定量计算 对地层压力的计算通常基于Terzaghi (1948)的应力模型，也既是：P f=S-σ 。在具体的计算中使用伊顿，所得出的为孔隙压力梯度而不是压力。 1. 使用测井电阻率计算孔隙压力梯度： Pf=OBG-((OBG-Pn)*(Ro/Rn)1.2) 式中: P f =孔隙压力梯度 OBG=上覆压力梯度 P n=正常孔隙压力梯度，通常取1.034。 R o=实测泥岩电阻率 R n=正常泥岩电阻率，来自于正常压实趋势线 2. 使用测井声波计算孔隙压力梯度： Pf=OBG-((OBG-Pn)*(dTn/dTo)3) 式中：dT n=正常压实泥岩中声波速度，来自于来自于正常压实趋势线 dT o=实测泥岩声波速度 3. 使用Dxc计算孔隙压力梯度： Pf=OBG-((OBG-Pn)*(Do/Dn)1.2) 式中：D o=实测Dxc D n=正常压实泥岩中Dxc，来自于来自于正常压实趋势线