【技术实现步骤摘要】
基于岩石声学信息的水岩作用下钻井液密度下限预测方法
[0001]本专利技术涉及水敏性地层稳定井壁地层能力评价方法领域，尤其涉及基于岩石声学信息的水岩作用下钻井液密度下限预测方法。
技术介绍
[0002]井壁垮塌是制约安全钻井的主要原因，尤其针对水敏性较强的泥页岩地层，钻井过程中的井下垮塌情况多发，科学精准地评价该类地层井壁稳定性是有效预防与处治井壁坍塌失稳的基础，对保障安全钻井意义重大。
[0003]水敏性地层井壁失稳的主要诱因在于水岩相互作用。由于水岩相互作用易导致水相侵入地层，与地层内部黏土等水敏性矿物发生反应，进而弱化岩石强度，增大井壁垮塌风险。同时，为了抑制水岩相互作用，放弃了低成本、环保的水基钻井液体系，进而选择成本高、污染重的油基钻井体系，不满足当前降本增效、绿色开发的行业发展趋势。
[0004]为实现采用水基钻井液安全开采水敏性地层，必然需要精准预测与评价地层安全钻井的钻井液密度下限，从而合理选取钻井液密度。实现钻井液密度下限预测的基础是准确评价水岩作用下的岩石强度特征。声波测井信息能够间接体现...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.基于岩石声学信息的水岩作用下钻井液密度下限预测方法，其特征在于：包括以下步骤：S1、获取目标地层岩样；S2、获取原状岩石声学参数和原状岩石强度参数；借助BP神经网络算法，以原状岩石声学参数为输入参数，原状岩石强度参数为输出参数，建立基于声学信息的原状岩石强度参数预测方法；获取水岩相互作用下的岩石声学参数，通过对比原状岩石声学参数与水岩相互作用后的岩石声学参数，获得水岩作用导致的声学参数变化程度系数；获取原状岩石与水岩相互作用后岩石的单轴抗压强度，依据损伤力学理论，明确水岩作用后的强度损伤系数；S3，基于所述声学参数变化程度系数与强度损伤系数的相关性，采用层次分析法，建立基于声学信息的岩石强度损伤系数表征方程；S4，基于目标地层地质力学特征与钻井工程参数，明确井壁主应力分布；S5，根据所述原状岩石强度参数预测方法与所述岩石强度损伤系数表征方程，获得钻井过程中的岩石强度变化规律；基于岩石强度变化规律，以井壁主应力为基础，采用摩尔库伦准则实现井壁位置岩石临界破坏判断，建立基于声学信息的水岩作用下稳定井壁的钻井液密度下限的预测方法。2.根据权利要求1所述的水岩作用下钻井液密度下限预测方法，其特征在于：S1具体为：采用室内岩心钻机，对目标地层的露头或井下岩心柱开展取心工作，制取直径25mm、长度50mm的标准圆柱岩样。3.根据权利要求1所述的水岩作用下钻井液密度下限预测方法，其特征在于：S2中建立所述原状岩石强度参数预测方法的方法具体为：通过超声波透射实验获取至少两块岩样的原状岩石声学参数，以至少两块岩样的声学参数的平均值为最终声学参数；超声波透射实验后，对所述至少两块岩样开展不同围压的三轴测试，获得所述出岩石强度参数。4.根据权利要求1所述的水岩作用下钻井液密度下限预测方法，其特征在于：S2中获取水岩作用导致的声学参数变化程度系数的方法为：以两块岩样为一组，一块开展超声波透射实验，获取原状岩石声学参数；另一块先开展水基钻井液与岩石浸泡实验，模拟钻井过程中的水岩相互作用，随后再开展超声波透射实验，获取水岩相互作用下的岩石声学参数，通过对比原状岩石与水岩相互作用后的岩石声学参数，获得水岩作用导致的声学参数变化程度系数。5.根据权利要求1所述的水岩作用下钻井液密度下限预测方法，其特征在于：S2中通过开展单轴力学实验获取原状和水岩相互作用下的岩石单轴强度，采用下式计算岩石强度损伤系数：上式中，D为强度损伤系数；σ
co
为原状岩石单轴抗压强度；σ
c
(t)为水岩作用不同时间t下的单轴抗压强度。6.根据权利要求1所述的水岩作用下钻井液密度下限预测方法，其特征在于：所述岩石声学参数包括纵波时差、横波时差、衰减系数、最大振幅、主频；所述岩石强度参数包括岩石
的内聚力C
o
和内摩...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘向君，丁乙，梁利喜，熊健，侯连浪，余小龙，
申请(专利权)人：西南石油大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。