塔里木超深裂缝性砂岩破裂机制与井筒起裂压力研究

发布时间：2020-07-31 15:14

【摘要】：塔里木克深区块储层埋藏深,高温高应力和高孔隙压力,同时发育有不同程度的充填裂缝,这些因素导致岩石的变形破裂机制复杂,井筒漏失或起裂压力确定难度大,引起钻井过程中钻井液漏失或压裂过程中井口压力高,施工困难,严重制约了安全高效钻完井。由于特殊的工程地质条件,关于超深含充填型裂缝砂岩储层破裂机制的研究较少,本论文系统地研究了高温高压条件下超深裂缝性致密砂岩变形破坏特征,分析岩石破裂机制及主控因素,建立高温高压下裂缝性砂岩的破坏准则,基于此,建立考虑地层特性的井筒起裂压力预测模型,并开展现场验证。具体研究内容包括:(1)天然裂缝性砂岩高温高压试验研究使用高温高压岩石流变仪RTR-1500,系统地开展了高温高压条件下裂缝性砂岩的三轴压缩实验,分析了裂缝倾角、温度、围压等因素对裂缝性砂岩的力学参数和变形破坏模式的影响,发现在高温高压下裂缝性砂岩沿着裂缝面发生剪切破坏,同时表现出明显的塑性特征。(2)裂缝性砂岩变形破坏准则研究借助实验,分析了裂缝性砂岩的黏聚力和内摩擦角在高温高压条件下的变化规律,建立了适合克深区块超深储层的黏聚力与内摩擦角的经验公式。基于此,得到裂缝性砂岩储层修正的莫尔-库伦准则。(3)超深裂缝性地层水力裂缝起裂压力研究根据裂缝性地层水力裂缝起裂方式和起裂压力计算的模型,考虑裂缝胶结弱面的黏聚力和内摩擦系数,结合温度影响下的破坏准则,给出了超深裂缝性砂岩储层的压裂起裂判别方法,并开展了起裂压力计算的现场验证。
【学位授予单位】：中国石油大学(北京)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TE21
【图文】：

中国石油大学（北京）硕士学位论文2.1.2 试验设备和方法本文所有的试验都使用岩石地应力综合测试系统 RTR 1500 高温高压岩石三轴实验仪（见图 2.1），该套装置可以实现以下多种功能：加载轴向应力、加载侧向应力（围压）、测量轴向变形和径向变形、测量超声波（横向和纵向）速度和声发射、测量径向速度各向异性、测量差应变等。该设备和系统符合国际岩石力学学会 ISRM 试验标准和美国 ASTM 标准。测量的参数主要有：抗压（单轴或三轴）强度、抗剪强度、抗拉强度、弹性模量、体积模量、轴向应变、径向应变、体积应变、泊松比、渗透率、超声波（P 波和 S波）波速等。

的抗压强度、泊松比和弹性模量，进一步计算可验，需要保持岩样始终处于所设温度条件下。在，封闭围压室，注入硅油，开启温度控制器，对实现对围压筒、围压油的持续加热，从而使岩石。案和制备组的致密型砂岩普遍发育着天然裂缝，裂缝内充面在岩石力学上表现为弱面结构，而裂缝性砂岩面的影响。

中国石油大学（北京）硕士学位论文本文试验主要研究裂缝充填型砂岩的天然裂缝面对砂岩的强度等力学特征的规律。岩样取自塔里木盆地库车山前 K 井巴什基奇克组砂岩段（见图 2.2）深度 6 614.51～6 821.24 m。按照国际岩石力学学会 ISRM 试验标准，将全尺样制作成 Φ 25 mm×50 mm 的标准试样（见图 2.3），同时确保端面平行且度在 0.1 mm 以内，端面垂直于样品的中心轴 0.5° 以内，长度与直径（L

本文编号：2776644