钻井工程第一章钻井的工程地质条件.ppt

(1)在高压层顶部以上至少300米的纯泥页岩井段，按一定深度间隔取点，记录每点所对应的钻速、钻压、转速、钻头直径、地层水密度和实际泥浆密度等六项参数。(2)根据记录的数据计算d指数和dc指数。(3)在半对数坐标纸上一一作出dc指数和相应的井深所确定的点。(4)根据正常地层压力井段的数据引dc指数的正常趋势线，图1-5。(5)计算地层压力。根据dc指数的偏离值计算相应的地层压力的公式是ρp、ρn—分别为所求井深处的地层压力当量密度和正常地层压力当量密度，g/cm3；dcn、dca—所求井深处的正常dc指数值和实测dc指数值。dc指数反映了泥页岩的压实程度，若地层具有相等的dc指数，则可视其骨架应力相等用等效深度法求地层压力的公式是pp＝GoD-(Go-Gpm)Depp：所求深度处的地层压力，MPa；Go：上覆岩层压力梯度，MPa/m；D：所求地层压力点的深度，m；Gpm：等效深度处的正常地层压力梯度，MPa/m；De：等效深度，m。图1-6dc指数的等效深度12岩性变化：dc指数取决于基岩强度，岩性不同，骨架强度也不同。在岩性发生变化的地层，dc指数的规律也将发生变化，例如砂、页岩交错的地层。水力参数：水力参数发生大的变化时，射流对地层的破碎作用不同，dc指数的规律也将发生变化。钻头类型：钻头类型不同，其破岩机理不同。所以钻头类型的变化会引起正常趋势线的移动。另外，在纠斜吊打、用刮刀钻头和取芯钻头钻进，钻头的跑合期和磨损的后期、井底不干净、钻遇断层裂缝等特殊钻进情况下都不宜取点计算dc指数值。dc指数值的发散现象三、地层破裂压力（fracturepressure）伊顿（Eaton）法地层破裂压力在井下一定深度出露的地层，承受流体压力的能力达到一定数值时会使地层破裂，这个液体压力称为地层破裂压力。破裂压力的预测方法休伯特和威利斯(HubbertWillis)法马修斯和凯利（MathewsKelly）法01井壁在何处破裂?02显然,井壁失稳破裂位置为角0°或180°处计算地层破裂压力的新方法－黄荣樽法若考虑地层低渗透新模式与前述三个模式相比有两个显著特点：地应力一般是不均匀的，模式中包括了三个主应力的影响。垂直应力可以认为是由上覆岩层重力引起的。地层的破裂是由井壁上的应力状态决定的。深部地层的水压致裂是由于井壁上的有效切向应力达到或超过了岩石的抗拉强度。K—构造应力系数，无因次；St—岩石的抗拉强度，兆帕。步骤如下：(1)循环调节泥浆性能，保证泥浆性能稳定，上提钻头至套管鞋内，关闭防喷器。(2)用较小排量0.66～1.32L/s向井内注入泥浆，并记录各个时期的注入量及立管压力。(3)做立管压力与累计泵入量的关系曲线图，如教材中图1-8所示。(4)从图上确定各个压力值，漏失压力为PL，即开始偏离直线点的压力，其后压力继续上升；开裂压力Pr，压力升到最大值；传播压力Prro，最大值过后压力下降并趋于平缓，（5)求地层破裂压力当量密度ρfρf＝ρm＋pL/(0.00981H)ρm—试验用泥浆密度，g/cm3；H—试验井深，m。注意：（1）计算地层破裂压力时，以漏失压力为准；计算深度H是指套管下入深度，而不是井深；破裂处地层的压力应该等于表现在立管上的压力与压力表以下液柱形成的压力之和。PRro图1-8液压试验曲线压力概念地层压力评价破裂压力静液压力上覆岩层压力地层压力基岩应力压力异常地层压力预测地层压力监测岩石的机械性质井底压力条件下的岩石的机械性质岩石的研磨性岩石的可钻性沉积岩岩石弹性岩石强度岩石的脆性与塑性岩石的硬度沉积岩（sedimentaryrock）沉积岩是地壳表层在常温常压下的破碎物经搬运、沉积、压实形成的岩石。变质岩石油工程中接触到的主要是沉积岩。岩石的分类岩浆岩岩石的机械性质－沉积岩常见的沉积岩石有：石灰岩、泥页岩、砂岩等。组成岩石的主要元素有八种，氧（46.7%）、硅（27.7%）、铝（8.1%）、铁（5.0%）、钙（3.6%）、钠（2.8%）、钾（2.6%）、镁（2.1%）、共占地壳成分的98.6%。岩石的结构说明岩石的组织特征，主要指岩石晶体结构和胶结物结构（微观角度）。可分为结晶沉积岩和碎屑沉积岩两大类。结晶沉积岩是盐类物质从水溶液中沉淀或在地壳中发生化学反应而形