页岩井壁稳定评价系统、评价方法、存储介质及设备技术方案

本发明专利技术属于钻井技术领域，公开了一种页岩井壁稳定评价系统、评价方法、存储介质、设备及终端，基础数据管理模块进行油田、井的基础信息与数据的编辑、管理；岩石力学参数模块进行岩石力学参数的计算；孔隙压力模块进行密度测井数据处理，上覆岩层压力以及地层孔隙压力的计算；地应力模块确定地应力计算结果；井壁稳定性分析模块进行直井、定向井、水平井的风险分析计算；同时进行坍塌压力预测、破裂压力预测、层理地层预测、非层理地层预测，并生成钻井方位风险预警图等；数据导出模块进行基数数据、计算数据以及井壁稳定性数据的导出。本发明专利技术能够实时准确地对钻井过程进行状态判别、油气评价和工程事故预报，指导钻井。指导钻井。指导钻井。

【技术实现步骤摘要】
页岩井壁稳定评价系统、评价方法、存储介质及设备


[0001]本专利技术属于钻井
，尤其涉及一种页岩井壁稳定评价系统、评价方法、存储介质、设备及终端。

技术介绍

[0002]目前，井壁失稳与井筒完整性缺失问题是石油钻井及采油过程中普遍存在的难题，尤其是引起的井下复杂情况和诱发的其它井下事故对石油钻采危害极大。井壁失稳是由多种因素造成的，如钻井液性能、构成地层岩石的成分、井壁与流体之间的物化反应等，故在研究井壁失稳时不再单纯地将其视为纯力学或化学问题，需从耦合的角度分析，以便更真实地评价井壁失稳问题。
[0003]然而现有的井壁稳定评价不仅缺乏精确性，同时无法快速计算出在钻遇极不稳定的页岩地层时在水化作用、压力传递、弱面结构等综合作用下的坍塌压力和破裂压力，无法精准的给出目标区域安全钻井液窗口，进行风险预警。
[0004]通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：现有的井壁稳定评价不仅缺乏精确性，同时无法快速计算出在钻遇极不稳定的页岩地层时在水化作用、压力传递、弱面结构等综合作用下的坍塌压力和破裂压力，无法精准的给出目标区域安本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种页岩井壁稳定测定系统，其特征在于，所述页岩井壁稳定测定系统包括：基础数据管理模块，用于进行油田、井的基础信息与数据的编辑、管理；岩石力学参数模块，用于进行岩石力学参数的计算；孔隙压力模块，用于进行密度测井数据处理，上覆岩层压力以及地层孔隙压力的计算；地应力模块，用于确定地应力计算结果；井壁稳定性分析模块，用于进行直井、定向井、水平井的风险分析计算；同时用于进行坍塌压力预测、破裂压力预测、层理地层预测、非层理地层预测，并生成钻井方位风险预警图、破裂压力随井斜、方位的变化图；数据导出模块，用于进行基数数据、计算数据以及井壁稳定性数据的导出。2.如权利要求1所述页岩井壁稳定测定系统，其特征在于，所述油田、井的基础信息与数据包括：油田基本信息、测井基础数据、地质分层、井眼轨迹、井身结构、钻井实用泥浆比重、地漏数据、孔隙压力、地应力方向、钻井参数以及复杂事故。3.如权利要求1所述页岩井壁稳定测定系统，其特征在于，所述测井基础数据包括：井测深、垂深、声波、伽玛、密度、电阻率、中子。4.如权利要求1所述页岩井壁稳定测定系统，其特征在于，所述岩石力学参数包括：岩石的动态弹性模量、动态泊松比、静态弹性模量、静态泊松比、单轴抗压强度、抗拉强度、粘聚力以及内摩擦角。5.如权利要求1所述页岩井壁稳定测定系统，其特征在于，所述地应力计算结果包括：地应力方向以及地应力大小。6.一种应用于如权利要求1
‑
5任意一项所述页岩井壁稳定测定系统的页岩井壁稳定测定方法，其特征在于，所述页岩井壁稳定测定方法包括：根据测井基础数据、井眼轨迹、钻井参数进行建模分析计算得到井壁各部分受力状态，分析井壁破裂和坍塌的压力。7.如权利要求6所述页岩井壁稳定测定方法，其特征在于，所述页岩井壁稳定测定方法包括以下步骤：步骤一，获取测井基础数据、井眼轨迹以及钻井参数；步骤二，基于获取的所述测井基础数据、井眼轨迹以及钻井参数计算岩石的动态弹性模量、动态泊松比、静态弹性模量、静态泊松比、单轴抗压强度、抗拉强度、粘聚力以及内摩擦角；步骤三，进行密度测井数据处理并计算上覆岩层压力以及地层孔隙压力；通过进行地应力的方向、地应力模型选择及模型参数的确定得到地应力计算结果；步骤四，通过全钻井液密度窗口、定向井风险分析计算、水平井风险分析计算进行坍塌压力预测、破裂压力预测、层理地层预测、非层理地层预测；并生成钻井方位风险预警图、破裂压力随井斜、方位的变化图。8.一种计算机设备，其特征在于，所述计算机设备包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行如权利要求6
‑
7任意一项所述页岩井壁稳定测定方法如下步骤：步骤一，获取测井基础数据、井眼轨迹以及钻井参数；步骤二，基于获取的所述测井基础数据、井眼轨迹以及钻井参数计算岩石的动态弹性
模量、动态泊松比、静态弹性模量、静态泊松比、单轴抗压强度、抗拉强度、粘聚力以及内摩擦角；其中动态弹性模量、动态泊松比计算方法如下所示：式中：E
d
―动杨氏模量(MPa)；μ
d
―动泊松比，无量纲；ρ－地层密度，g/cm3；V
p
－纵波速度，m/s；V
s
－横波速度,m/s；静态弹性模量和静态泊松比则是根据经验公式得到：E
s
(静)＝a+bE
d
(动)，v
s
(静)＝a+bv
d
(动)公式中的参数a和b由岩样实验统计获得；通常的声波测井所测得的是声波在地层岩石中传播的纵波时差(Δt
p
)，在地层岩石中的横波时差(Δt
s
)从全波测井中获得；实际上许多油气井均未进行全波测井，仅有补偿声波测井资料，利用常规纵波时差求横波时差，采用岩性相对均一的经验公式；在单轴抗压强度的计算中主要使用的是经验公式法，若未在室内进行单轴抗压强度对比实验，则根据泥质含量进行计算；σ
c
＝(0.0045+0.0035
×
V
sh
)
×
E
d
式中：σ
c
‑
岩石抗压强度，MPa；V
sh
‑
泥质含量，无量纲；E
d
‑
动态弹性模量，动态弹性模量；确定V
sh
的方法：V
′
sh
＝(GR
‑
GR
min
)/(GR
max
‑
GR
min
)V
sh
＝(2^(GCUR*V
′
sh
)
‑
1)/((2^GCUR)
‑
1)式中，GR
min
，GR
max
分别是砂岩和泥页岩的自然伽马值，GCUR是与地层有关的经验系数，新地层GCUR＝3.7，老地层GCUR＝2.0；若是有室内单轴抗压强度对比实验则根据测井数据建立的单轴抗压强度模型结合实测的岩石单轴抗压强度模型拟合相关系数进行计算；其中A为拟合系数。单轴抗拉强度的计算采用经验公式法如下所示：式中：S
t
‑
岩石抗拉强度，MPa；σ
c
‑
岩石抗压强度，MPa；K
...

【专利技术属性】
技术研发人员：高斐，张艳，
申请(专利权)人：长江大学，
类型：发明
国别省市：