深层碳酸盐岩破裂压力预测方法研究与应用.pdfVIP

／JJ ／I I■ 深层碳酸盐岩破裂压力预测方法研究与应用 贾元钊 杨兆中 周拿云 (西南石油大学油气藏地质和开发工程国家重点实验室，成都 610500) [摘 要]塔中奥陶系碳酸盐岩埋藏深，地层温度高，构造应力强，破裂压力预测的难度大。砂岩地层钻井过程中考虑温度的破裂压力预测应用较多，而 在深层碳酸盐岩压裂方面的应用报道很少。建立了耦合热应力的预测模型，提出了由压裂资料反演地应力的方法，在塔中进行了应用。与压裂施_丁的对比表 明，该方法的预测误差在 5MPa以内。对线胀系数、温度与破裂压力的关系进行了分析，发现温度对破裂压力的影响为约 7．42MPa／10~C，线胀系数对破裂压 力的影响为约2．71MPdl0-6 ～。 美【键词】碳酸盐岩 破裂压力 预测 测井解释 温度 中图分类号：TE319 文献标识码：TE 文章编号：1009--914X (2013)22—0546—02 破裂压力是钻井、压裂、注水设计的重要参数，国内外学者做了大量的 研究来预测地层的破裂压力” 。文献 6【]最早指出在深井的破裂压力预测中 (5) 应考虑温度和地应力的耦合影响；文献[7】考虑了循环钻井液的冷却作用，对 高温深井砂岩储层钻井过程中的破裂压力进行了计算；文献[8，9]对碳酸盐 2预测方法与实倒计算 岩地层破裂压力进行了预测，但没有考虑温度的影响；文献[1O]简单估算了 z2井奥陶系 良里塔格组 (O，1)5514．13—5829．13m为浅灰色荧光亮晶含 碳酸盐岩储层 中热应力的大小，指出 “计算深层碳酸盐岩地层破裂压力时必 藻屑灰岩，压力系数 1．14，地温梯度 2．10~／100m。Z41井奥陶系良里塔格 须考虑温度的影响”，但据文献[11]的研究结论，在破裂压力预测模型中不 组 (0，1)5904．79—6040．00m为厚层／巨厚层状灰色、深灰色泥晶灰岩，压力 必考虑温度对岩石力学参数的影响。 系数 1．10，地温梯度 2．85~C／100m，测井解释为 Ⅱ、Ⅲl类裂缝层。两口井均 本文在前人研究的基础上，提出了由压裂资料反演地应力的方法，结合 位于卡塔克隆起，且压裂的目标层段相同，深度相近，因此选取z2井作为 热弹性力学原理建立了耦合热应力的地层破裂压力预测模型，在塔里木盆地 参数提取井，求取卡塔克隆起的构造应力系数，然后结合Z41井测井数据解 进行了应用。 释模型中的岩石力学参数，计算产层的破裂压力。 1数拳模型 2．1相关参数的计算 不考虑温度的裸眼并破裂压力预测可看作弹性力学中无限大平板中带 首先求取水平构造应力系数。由于构造应力系数代表了该区块所受的构 圆孔的问题来求解。综合考虑水平主地应力、井筒内压和渗流形成的应力场， 造应力的大小，在同一区块不随井深和计算地点发生大的变化，可视为常数， 通用理论计算公式为” 因此7．41井与z2井的构造应力系数可视为相等的。现今地应力是本体有效 1一 ，” 应力，水平最小地应力的计算模型为” C ‘t+3oh一口H一． 。Pp 弓=———— 二 (1) ¨戎_。i Oh= (一 )+ 一 )+妒 (6) 式中， 为破裂压力，MPa； C2为