钻井井壁稳定性预测方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种钻井井壁稳定性预测方法及装置。所述方法包括：根据岩心资料及井筒钻完井数据确定目标区域的基础数据，根据基础数据及井筒钻开时间确定目标区域的地层坍塌压力和地层破裂压力，在进行井壁稳定性预测时考虑到了井筒钻开时间，从而，提高了钻井井壁稳定性预测的准确率。

Method and device for predicting borehole wall stability

The invention provides a method and a device for predicting the stability of a drilling well wall. The method comprises the following steps: according to the core data and well drilling and completion data to determine the basic data of the target area, according to the basic data and the borehole drilling time to determine the target area of the formation collapse pressure and fracture pressure on borehole stability prediction considering wellbore drilling time, thus improves the prediction accuracy of borehole stability drilling the.

【技术实现步骤摘要】
钻井井壁稳定性预测方法及装置
本专利技术涉及石油工程技术，尤其涉及一种钻井井壁稳定性预测方法及装置。
技术介绍
石油工程中钻井井壁稳定性预测具有重要意义。如果钻井井壁稳定性预测不准，会造成钻井井壁失稳。由于钻井井壁失稳导致的工程报废和损失每年数以亿计，并且，钻井井壁失稳会造成钻井过程中经常发生漏失、卡钻、鳖跳、落鱼等复杂工程事故，严重耽搁了勘探开发进程，因此，在石油工程中，对钻井井壁的稳定性进行预测变得非常重要。现有技术中，通过采用测井数据、录井数据及测试数据等数据获得地层坍塌压力和破裂压力，然后根据地层坍塌压力和破裂压力，进行钻井井壁稳定性预测。但是，上述方法只考虑了测井数据、录井数据及测试数据，钻井井壁稳定性预测的准确率低。
技术实现思路
本专利技术提供一种钻井井壁稳定性预测方法及装置，以提高钻井井壁稳定性预测的准确率。本专利技术提供一种钻井井壁稳定性预测方法，包括：根据岩心资料及井筒钻完井数据确定目标区域的基础数据；根据所述基础数据及井筒钻开时间确定所述目标区域的地层坍塌压力和地层破裂压力。进一步地，所述井筒钻完井数据包括：测井数据、钻井数据、录井数据及地层测试数据；所述根据岩心资料及井筒钻完井数据确定目标区域的基础数据包括：根据岩心资料及所述测井数据获取水平最大主应力、水平最小主应力、裂缝面的正应力、裂缝面的剪应力、标定后的地层抗剪强度、标定后的地层内摩擦角、标定后的裂缝面的内摩擦角、标定后的裂缝面的内摩擦系数、标定后的基质渗透率、标定后的裂缝渗透率、标定后的地层总渗透率及标定后的岩石抗张强度；根据所述测井数据、所述钻井数据、所述录井数据及所述地层测试数据获取地层孔隙压力；根据所述测井数据获取钻井井斜作用系数。进一步地，所述根据所述基础数据及井筒钻开时间确定所述目标区域的地层坍塌压力和地层破裂压力，包括：根据所述标定后的地层抗剪强度、所述水平最大主应力、所述水平最小主应力、所述标定后的地层内摩擦角、所述裂缝面的正应力、所述裂缝面的剪应力、所述标定后的裂缝面的内摩擦角、所述标定后的裂缝面的内摩擦系数、所述标定后的基质渗透率、所述标定后的裂缝渗透率、所述标定后的地层总渗透率、所述钻井井斜作用系数、所述地层孔隙压力及所述井筒钻开时间确定所述目标区域的地层坍塌压力；根据所述标定后的岩石抗张强度、所述水平最大主应力、所述水平最小主应力、所述裂缝面的正应力、所述裂缝面的剪应力、所述标定后的裂缝面的内摩擦角、所述标定后的裂缝面的内摩擦系数、所述标定后的基质渗透率、所述标定后的裂缝渗透率、所述标定后的地层总渗透率、所述钻井井斜作用系数、所述地层孔隙压力及所述井筒钻开时间确定所述目标区域的地层破裂压力。进一步地，所述根据所述标定后的地层抗剪强度、所述水平最大主应力、所述水平最小主应力、所述标定后的地层内摩擦角、所述裂缝面的正应力、所述裂缝面的剪应力、所述标定后的裂缝面的内摩擦角、所述标定后的裂缝面的内摩擦系数、所述标定后的基质渗透率、所述标定后的裂缝渗透率、所述标定后的地层总渗透率、所述钻井井斜作用系数、所述地层孔隙压力及所述井筒钻开时间确定所述目标区域的地层坍塌压力，包括：根据公式获取所述地层坍塌压力，其中，η为地区经验系数，σ1为所述水平最大主应力，σ3为所述水平最小主应力，USHE为所述标定后的地层抗剪强度，α为毕奥特系数，PP为所述地层孔隙压力，为所述标定后的地层内摩擦角，σn为所述裂缝面的正应力，τf为所述裂缝面的剪应力，为所述标定后的裂缝面的内摩擦角，Cf为所述标定后的裂缝面的内摩擦系数，Km为所述标定后的基质渗透率，Kf为所述标定后的裂缝渗透率，K为所述标定后的地层总渗透率，ε为井筒钻开时间作用系数，T为所述井筒钻开时间，Bn为所述钻井井斜作用系数，ω为钻井井斜角，θ为钻井方位角。进一步地，所述根据所述标定后的岩石抗张强度、所述水平最大主应力、所述水平最小主应力、所述裂缝面的正应力、所述裂缝面的剪应力、所述标定后的裂缝面的内摩擦角、所述标定后的裂缝面的内摩擦系数、所述标定后的基质渗透率、所述标定后的裂缝渗透率、所述标定后的地层总渗透率、所述钻井井斜作用系数、所述地层孔隙压力及所述井筒钻开时间确定所述目标区域的地层破裂压力，包括：根据公式获取所述地层破裂压力，其中，σ1为所述水平最大主应力，σ3为所述水平最小主应力，α为毕奥特系数，PP为所述地层孔隙压力，UTI为所述标定后的岩石抗张强度，σn为所述裂缝面的正应力，为所述标定后的裂缝面的内摩擦角，Cf为所述标定后的裂缝面的内摩擦系数，τf为所述裂缝面的剪应力，Km为所述标定后的基质渗透率，Kf为所述标定后的裂缝渗透率，K为所述标定后的地层总渗透率，ε为井筒钻开时间作用系数，T为所述井筒钻开时间，Bn为所述钻井井斜作用系数，ω为钻井井斜角，θ为钻井方位角。进一步地，所述根据所述基础数据及井筒钻开时间确定所述目标区域的地层坍塌压力和地层破裂压力之后，还包括：根据所述地层坍塌压力和所述地层破裂压力确定泥浆密度。本专利技术还提供一种钻井井壁稳定性预测装置，包括：第一确定模块，用于根据岩心资料及井筒钻完井数据确定目标区域的基础数据；第二确定模块，用于根据所述基础数据及井筒钻开时间确定所述目标区域的地层坍塌压力和地层破裂压力。进一步地，所述井筒钻完井数据包括：测井数据、钻井数据、录井数据及地层测试数据；所述第一确定模块包括：第一获取子模块，用于根据岩心资料及所述测井数据获取水平最大主应力、水平最小主应力、裂缝面的正应力、裂缝面的剪应力、标定后的地层抗剪强度、标定后的地层内摩擦角、标定后的裂缝面的内摩擦角、标定后的裂缝面的内摩擦系数、标定后的基质渗透率、标定后的裂缝渗透率、标定后的地层总渗透率及标定后的岩石抗张强度；第二获取子模块，用于根据所述测井数据、所述钻井数据、所述录井数据及所述地层测试数据获取地层孔隙压力；第三获取子模块，用于根据所述测井数据获取钻井井斜作用系数。进一步地，所述第二确定模块包括：第一确定子模块，用于根据所述标定后的地层抗剪强度、所述水平最大主应力、所述水平最小主应力、所述标定后的地层内摩擦角、所述裂缝面的正应力、所述裂缝面的剪应力、所述标定后的裂缝面的内摩擦角、所述标定后的裂缝面的内摩擦系数、所述标定后的基质渗透率、所述标定后的裂缝渗透率、所述标定后的地层总渗透率、所述钻井井斜作用系数、所述地层孔隙压力及所述井筒钻开时间确定所述目标区域的地层坍塌压力；第二确定子模块，用于根据所述标定后的岩石抗张强度、所述水平最大主应力、所述水平最小主应力、所述裂缝面的正应力、所述裂缝面的剪应力、所述标定后的裂缝面的内摩擦角、所述标定后的裂缝面的内摩擦系数、所述标定后的基质渗透率、所述标定后的裂缝渗透率、所述标定后的地层总渗透率、所述钻井井斜作用系数、所述地层孔隙压力及所述井筒钻开时间确定所述目标区域的地层破裂压力。进一步地，所述第一确定子模块具体用于：根据公式获取所述地层坍塌压力，其中，η为地区经验系数，σ1为所述水平最大主应力，σ3为所述水平最小主应力，USHE为所述标定后的地层抗剪强度，α为毕奥特系数，PP为所述地层孔隙压力，为所述标定后的地层内摩擦角，σn为所述裂缝面的正应力，τf为所述裂缝面的剪应力，为所述标定后的裂缝面的内摩擦角、Cf为所述标定后的裂缝本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种钻井井壁稳定性预测方法，其特征在于，包括：根据岩心资料及井筒钻完井数据确定目标区域的基础数据；根据所述基础数据及井筒钻开时间确定所述目标区域的地层坍塌压力和地层破裂压力。

【技术特征摘要】
1.一种钻井井壁稳定性预测方法，其特征在于，包括：根据岩心资料及井筒钻完井数据确定目标区域的基础数据；根据所述基础数据及井筒钻开时间确定所述目标区域的地层坍塌压力和地层破裂压力。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述井筒钻完井数据包括：测井数据、钻井数据、录井数据及地层测试数据；所述根据岩心资料及井筒钻完井数据确定目标区域的基础数据包括：根据岩心资料及所述测井数据获取水平最大主应力、水平最小主应力、裂缝面的正应力、裂缝面的剪应力、标定后的地层抗剪强度、标定后的地层内摩擦角、标定后的裂缝面的内摩擦角、标定后的裂缝面的内摩擦系数、标定后的基质渗透率、标定后的裂缝渗透率、标定后的地层总渗透率及标定后的岩石抗张强度；根据所述测井数据、所述钻井数据、所述录井数据及所述地层测试数据获取地层孔隙压力；根据所述测井数据获取钻井井斜作用系数。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述基础数据及井筒钻开时间确定所述目标区域的地层坍塌压力和地层破裂压力，包括：根据所述标定后的地层抗剪强度、所述水平最大主应力、所述水平最小主应力、所述标定后的地层内摩擦角、所述裂缝面的正应力、所述裂缝面的剪应力、所述标定后的裂缝面的内摩擦角、所述标定后的裂缝面的内摩擦系数、所述标定后的基质渗透率、所述标定后的裂缝渗透率、所述标定后的地层总渗透率、所述钻井井斜作用系数、所述地层孔隙压力及所述井筒钻开时间确定所述目标区域的地层坍塌压力；根据所述标定后的岩石抗张强度、所述水平最大主应力、所述水平最小主应力、所述裂缝面的正应力、所述裂缝面的剪应力、所述标定后的裂缝面的内摩擦角、所述标定后的裂缝面的内摩擦系数、所述标定后的基质渗透率、所述标定后的裂缝渗透率、所述标定后的地层总渗透率、所述钻井井斜作用系数、所述地层孔隙压力及所述井筒钻开时间确定所述目标区域的地层破裂压力。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述标定后的地层抗剪强度、所述水平最大主应力、所述水平最小主应力、所述标定后的地层内摩擦角、所述裂缝面的正应力、所述裂缝面的剪应力、所述标定后的裂缝面的内摩擦角、所述标定后的裂缝面的内摩擦系数、所述标定后的基质渗透率、所述标定后的裂缝渗透率、所述标定后的地层总渗透率、所述钻井井斜作用系数、所述地层孔隙压力及所述井筒钻开时间确定所述目标区域的地层坍塌压力，包括：根据公式获取所述地层坍塌压力，其中，η为地区经验系数，σ1为所述水平最大主应力，σ3为所述水平最小主应力，USHE为所述标定后的地层抗剪强度，α为毕奥特系数，PP为所述地层孔隙压力，为所述标定后的地层内摩擦角，σn为所述裂缝面的正应力，τf为所述裂缝面的剪应力，为所述标定后的裂缝面的内摩擦角，Cf为所述标定后的裂缝面的内摩擦系数，Km为所述标定后的基质渗透率，Kf为所述标定后的裂缝渗透率，K为所述标定后的地层总渗透率，ε为井筒钻开时间作用系数，T为所述井筒钻开时间，Bn为所述钻井井斜作用系数，ω为钻井井斜角，θ为钻井方位角。5.根据权利要求3或4所述的方法，其特征在于，所述根据所述标定后的岩石抗张强度、所述水平最大主应力、所述水平最小主应力、所述裂缝面的正应力、所述裂缝面的剪应力、所述标定后的裂缝面的内摩擦角、所述标定后的裂缝面的内摩擦系数、所述标定后的基质渗透率、所述标定后的裂缝渗透率、所述标定后的地层总渗透率、所述钻井井斜作用系数、所述地层孔隙压力及所述井筒钻开时间确定所述目标区域的地层破裂压力，包括：根据公式获取所述地层破裂压力，其中，σ1为所述水平最大主应力，σ3为所述水平最小主应力，α为毕奥特系数，PP为所述地层孔隙压力，UTI为所述标定后的岩石抗张强度，σn为所述裂缝面的正应力，为所述标定后的裂缝面的内摩擦角，Cf为所述标定后的裂缝面的内摩擦系数，τf为所述裂缝面的剪应力，Km为所述标定后的基质渗透率，Kf为所述标定后的裂缝渗透率，K为所述标定后的地层总渗透率，ε为井筒钻开时间作用系数，T为所述井筒钻开时间，Bn为所述钻井井斜作用系数，

【专利技术属性】
技术研发人员：张辉，田军，杨海军，陈猛，蔡振忠，尹国庆，袁芳，琚岩，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11