一种用于裂缝性地层漏失压力分析方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种用于裂缝性地层漏失压力分析方法和装置，属于石油钻井技术领域，方法包括：获取裂缝或断层位置的地质资料，根据地质资料获取裂缝性地层初始信息；建立裂缝或断层周围的应力参数模型，根据地质资料和裂缝性地层初始信息计算裂缝或断层周围的应力参数；根据裂缝性地层初始信息，将裂缝或断层周围的应力参数转换为裂缝性地层所在面的应力参数；根据裂缝或断层周围的应力参数、裂缝性地层所在面的应力参数，通过库仑函数计算裂缝性地层所在面的漏失压力；装置。本发明专利技术通过分析地应力状态与裂缝或断层结构之间的关系，确定裂缝或断层的临界状态，可为压裂施工改造提供参考，提高井场作业的安全性。提高井场作业的安全性。提高井场作业的安全性。

【技术实现步骤摘要】
一种用于裂缝性地层漏失压力分析方法和装置


[0001]本专利技术属于石油钻井
，尤其涉及一种用于裂缝性地层漏失压力分析方法和装置。

技术介绍

[0002]漏失压力是地层发生漏失现象时的最高承压临界值，是现场钻井液密度确定的一个重要依据，对裂缝性地层尤其重要。漏失压力是预测漏失的重要依据，研究人员认为漏失压力是井筒中钻井液进入地层通道所需要的最低压力值；在工程实践中，一般认为漏失压力是漏失停止条件下的静液柱压力或工程允许漏失量条件下漏层受到的静液柱压力。
[0003]地层漏失压力指某一深度的地层产生钻井液漏失时的压力，钻井过程中的漏失压力是指岩石的最小破裂压力，一般用最小水平主应力表示。
[0004]为了建立一个在钻井过程中应用性较强且又便于操作的漏失压力计算模型，对单轴应变模型、各向同性孔弹模型、葛氏地应力经验公式、黄荣樽模型等最小水平主应力模型进行综合分析，以上模型都可以获得最小水平主应力即漏失压力随井深变化的曲线数据。对于完整性地层，通过以上方法以及小型压裂实验获得的闭合压力实测点进行标定，可以获得相对可靠的完整性地层的漏失压力剖面，但是对于正常压力的裂缝性地层以及断层破碎带处，往往地层的实际漏失压力比计算的地层漏失压力小得多，影响了井场的钻井安全作业和压裂施工改造效果。因此，如何利用已经采集到的数据对裂缝性地层及断层破碎带处的漏失压力进行有效计算成为研究的重点。
[0005]申请号为CN202110753840.5的中国专利《一种井筒漏失压力计算方法》，公开了一种井筒漏失压力计算方法，其具体计算漏失压力思路为：首先收集相关测井和钻井资料，确定待钻井裂缝参数、计算点位置参数和工程许容漏失速率；然后计算钻井液初始密度，从而得到钻井液密度叠加更新后的井底压力；进一步建立裂缝内钻井液流动平面坐标系，从而得到单裂缝漏失速率；进一步计算水平段裂缝总漏失速率，从而判断是否达到工程许容漏失速率，最终确定出井筒计算点的漏失压力。该方法仍无法对裂缝性地层及断层破碎带范围内进行有效地漏失压力计算，适用范围受到限制。

技术实现思路

[0006]本专利技术为解决现有技术存在的问题而提出，其目的是提供一种用于裂缝性地层漏失压力分析方法，通过分析地应力状态与裂缝或断层结构之间的关系，确定裂缝或断层的临界状态，可为压裂施工改造提供参考，提高井场作业的安全性。
[0007]本专利技术第二个目的在于提出一种用于裂缝性地层漏失压力分析装置。
[0008]为了实现上述目的，本专利技术的技术方案提供了一种用于裂缝性地层漏失压力分析方法，包括：
[0009]获取裂缝或断层位置的地质资料，根据所述地质资料获取裂缝性地层初始信息；
[0010]建立裂缝或断层周围的应力参数模型，根据所述地质资料和所述裂缝性地层初始
信息计算裂缝或断层周围的应力参数；
[0011]根据所述裂缝性地层初始信息，将所述裂缝或断层周围的应力参数转换为裂缝性地层所在面的应力参数；
[0012]根据所述裂缝或断层周围的应力参数、所述裂缝性地层所在面的应力参数，通过库仑函数计算裂缝性地层所在面的漏失压力。
[0013]进一步，获取裂缝性地层初始信息中，包括：
[0014]通过成像测井资料或地质模型中断层模型，获取所述产状参数；
[0015]通过成像测井资料，获取所述地应力方向信息。
[0016]进一步，所述裂缝或断层周围的应力参数包括岩石力学弹性参数、上覆应力、孔隙压力、最大水平主应力、最小水平主应力，所述岩石力学弹性参数包括岩石力学动态弹性参数和岩石力学静态弹性参数；
[0017]所述建立裂缝或断层周围的应力参数模型，根据所述地质资料和所述裂缝性地层初始信息计算裂缝或断层周围的应力参数，包括：
[0018]根据动态岩石力学参数的理论公式根据动态岩石力学参数的理论公式计算所述岩石力学动态弹性参数，其中，E
d
为动态杨氏模量，ρ为密度，V
p
为纵波速度，V
s
为横波速度，μ
d
为泊松比；
[0019]根据岩心实验数据获得所述岩石力学静态弹性参数，将所述岩石力学静态弹性参数与所述岩石力学动态弹性参数进行拟合，获得动静态参数转换公式，以将所述岩石力学动态弹性参数转换为所述岩石力学静态弹性参数；
[0020]获取从地表开始的密度曲线，对深度进行积分，获取所述上覆应力曲线其中，σ
z
为上覆应力，z为地面开始的垂直深度，g为重力加速度；
[0021]根据伊顿法公式以预测初始孔隙压力，其中，P
p
为孔隙压力，P
NCT
为静水压力，x
NCT
为测井响应正常压实趋势线，x
obs
为实测曲线响应值；
[0022]利用各向同性孔弹模型计算水平主应力：
[0023][0024][0025]其中，μ
s
为静态泊松比，E
s
为静态杨氏模量，α为Biot系数，ε
x
、ε
y
分别为构造应力系数。
[0026]进一步，根据所述裂缝性地层初始信息，将所述裂缝或断层周围的应力参数转换为裂缝性地层所在面的应力参数中：
[0027]根据所述产状参数，将每一单元受到的所述上覆应力、孔隙压力、最大水平主应力、最小水平主应力，通过力学合成分解转化为每一单元的垂直于裂缝性地层所在面的正应力S
n
和与裂缝性地层所在面相切的剪应力τ。
[0028]进一步，根据所述裂缝或断层周围的应力参数、所述裂缝性地层所在面的应力参数，通过库仑函数计算裂缝性地层所在面的漏失压力中：
[0029]通过库仑函数CFF＝τ
‑
μ(S
n
‑
P
p
)，其中：S
n
为断面正应力、τ为剪应力、P
p
为孔隙压力、μ为断面滑动摩擦系数，采用逐步逼近法计算裂缝性地层所在面的漏失压力。
[0030]为了实现上述目的，本专利技术第二方面实施例提供了一种用于裂缝性地层漏失压力分析装置，包括：
[0031]获取单元，用于获取裂缝或断层位置的地质资料，根据所述地质资料获取裂缝性地层初始信息；
[0032]建模单元，用于建立裂缝或断层周围的应力参数模型，根据所述地质资料和所述裂缝性地层初始信息计算裂缝或断层周围的应力参数；
[0033]转换单元，用于根据所述裂缝性地层初始信息，将所述裂缝或断层周围的应力参数转换为裂缝性地层所在面的应力参数；
[0034]计算单元，用于根据所述裂缝或断层周围的应力参数、所述裂缝性地层所在面的应力参数，通过库仑函数计算裂缝性地层所在面的漏失压力。
[0035]进一步，所述获取单元包括：
[0036]第一获取子单元，用于通过成像测井资料或地质模型中断层模型，获取所述产状参数；
[0037本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于裂缝性地层漏失压力分析方法，其特征在于，包括：获取裂缝或断层位置的地质资料，根据所述地质资料获取裂缝性地层初始信息；建立裂缝或断层周围的应力参数模型，根据所述地质资料和所述裂缝性地层初始信息计算裂缝或断层周围的应力参数；根据所述裂缝性地层初始信息，将所述裂缝或断层周围的应力参数转换为裂缝性地层所在面的应力参数；根据所述裂缝或断层周围的应力参数、所述裂缝性地层所在面的应力参数，通过库仑函数计算裂缝性地层所在面的漏失压力。2.如权利要求1所述的用于裂缝性地层漏失压力分析方法，其特征在于，获取裂缝性地层初始信息中，包括：通过成像测井资料或地质模型中断层模型，获取所述产状参数；通过成像测井资料，获取所述地应力方向信息。3.如权利要求1所述的用于裂缝性地层漏失压力分析方法，其特征在于，所述裂缝或断层周围的应力参数包括岩石力学弹性参数、上覆应力、孔隙压力、最大水平主应力、最小水平主应力，所述岩石力学弹性参数包括岩石力学动态弹性参数和岩石力学静态弹性参数；所述建立裂缝或断层周围的应力参数模型，根据所述地质资料和所述裂缝性地层初始信息计算裂缝或断层周围的应力参数，包括：根据动态岩石力学参数的理论公式根据动态岩石力学参数的理论公式计算所述岩石力学动态弹性参数，其中，E
d
为动态杨氏模量，ρ为密度，V
p
为纵波速度，V
s
为横波速度，μ
d
为泊松比；根据岩心实验数据获得所述岩石力学静态弹性参数，将所述岩石力学静态弹性参数与所述岩石力学动态弹性参数进行拟合，获得动静态参数转换公式，以将所述岩石力学动态弹性参数转换为所述岩石力学静态弹性参数；获取从地表开始的密度曲线，对深度进行积分，获取所述上覆应力曲线其中，σ
z
为上覆应力，z为地面开始的垂直深度，g为重力加速度；根据伊顿法公式以预测初始孔隙压力，其中，P
p
为孔隙压力，P
NCT
为静水压力，x
NCT
为测井响应正常压实趋势线，x
obs
为实测曲线响应值；利用各向同性孔弹模型计算水平主应力：利用各向同性孔弹模型计算水平主应力：其中，μ
s
为静态泊松比，E
s
为静态杨氏模量，α为Biot系数，ε
x
、ε
y
分别为构造应力系数。4.如权利要求3所述的用于裂缝性地层漏失压力分析方法，其特征在于，根据所述裂缝
性地层初始信息，将所述裂缝或断层周围的应力参数转换为裂缝性地层所在面的应力参数中：根据所述产状参数，将每一单元受到的所述上覆应力、孔隙压力、最大水平主应力、最小水平主应力，通过力学合成分解转化为每一单元的垂直于裂缝性地层所在面的正应力S
n
和与裂缝性地层所在面相切的剪应力τ。5.如权利要求4所述的用于裂缝性地层漏失压力分析方法，其特征在于，根据所述裂缝或断层周围的应力参数、所述裂缝性地层所在面的应力参数，通过库仑函数计算裂缝性地层所在面的漏失压力中：通过库仑函数CFF＝τ
‑
μ(S
n
‑
P
p
)，其中：S
n
为断面正应力、τ为剪应力、P
p
为孔隙压力、μ为断面滑动摩擦系数，采用逐步逼近法计算裂缝...

【专利技术属性】
技术研发人员：谭伟雄，赵才顺，万欢，苑仁国，罗鹏，边杰，李辉，张志虎，孙玉红，李文元，
申请(专利权)人：中海油能源发展股份有限公司，
类型：发明
国别省市：