基于流变模型的地应力剖面预测——以贵州黔北地区安页1井为例
发布时间：2021-08-10 04:25
地应力是非常规油气勘探开发中"甜点"评价、水平井部署和压裂设计的重要基础参数。目前国内外主要将基于弹性模型的常规储层地应力评价技术应用于泥页岩储层,未考虑流变特性对泥页岩储层地应力分布规律的影响,导致泥页岩储层地应力评价结果误差较大。为了提高地应力参数评价计算的准确性,提出了一种基于流变模型的地应力评价新方法（以下简称新方法）,利用偶极声波测井数据获取的岩石力学参数,参考相关试验结果确定岩石流变参数随深度变化的规律,结合盆地埋藏史和地壳应变率,建立了贵州黔北地区安页1井地应力剖面。新方法评价得到的地应力值与小型压裂实测和应力多边形法确定的地应力值的对比分析结果表明:新方法预测的安页1井地应力剖面与实测结果吻合较好,并且其地应力评价结果与伽马测井结果也具有较好的对应关系,即随着黏土矿物或有机质含量的升高,水平主应力差变小。结论认为,采用新方法得到的地应力评价结果更加符合于真实的地应力分布规律。
【文章来源】：天然气工业. 2020,40(03)北大核心EICSCD
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
安页1井典型孔壁破坏图
根据孔壁破坏信息确定水平最大主应力的范围需要一系列钻井和岩石力学参数[19]。安页1井在石牛栏组2 105.00～2 139.50 m井段和2 178.0～2 204.18 m井段深度进行了压裂施工，根据小压曲线可确定2 105～2 204 m深度水平最小主应力（σh）的范围介于55～58 MPa[13]。由于该孔在小压测试深度范围内的2 120 m和2 200 m发生了孔壁崩落破坏，根据孔壁崩落为孔壁周向应力达到了岩石的单轴抗压强度的假设，可利用孔壁周向应力分布规律来估算水平最大主应力（σH）的范围。即式中σθθ表示钻孔周向应力，MPa；θ表示钻孔周向任意位置与水平最大主应力的夹角，(°)；pm表示孔底钻井液压力，MPa；αT表示岩石的热膨胀系数，10-6/℃；ΔT表示孔底钻井液与地层温度差，℃；E表示岩石弹性模量，MPa。
安页1井孔壁破坏信息（崩落和钻井诱发张裂缝）与伽马曲线具有较好的对应关系，即在低伽马值段，井壁发生了钻井诱发张裂缝，在高伽马值段（泥岩或泥页岩段），井壁未发生破坏，在灰质泥岩段，井壁发生了崩落破坏，而在钻井过程中，钻井液密度未发生明显变化，表明以上孔壁破坏现象非完全受钻井工程影响，而是一定程度上受地应力大小控制，即岩性与地应力大小具有明显的对应关系。Sone等[15]结合美国Barnett页岩储层地应力分布规律，提出利用流变模型预测水平主应力差，理论模型为：式中σ(t)表示水平主应力差，MPa；表示岩石所在板块的地壳平均运动速率，本文按10-19计算[17];B、n分别表示岩石的蠕变参数，MPa-1,B可近似表示为弹性模量的倒数，即B=1/E,n可表示为蠕变参数B的函数，n=666.7 B[17];t表示泥页岩成岩作用开始到现今埋藏史，本文按150 Ma进行计算[11]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]页岩气水平井井壁裂缝起裂力学行为研究[J]. 马天寿,彭念,陈平,邓智中. 西南石油大学学报(自然科学版). 2019(06)
[2]湖北宜昌深层山地页岩气地质力学研究及应用[J]. 梁兴,张朝,张鹏伟,张磊,王高成,潘元炜,赵春段,张介辉,王维旭,仇凯斌. 油气藏评价与开发. 2019(05)
[3]对中国页岩气压裂工程技术发展和工程管理的思考与建议[J]. 刘合,孟思炜,苏健,张广明,陈琳. 天然气工业. 2019(04)
[4]四川盆地威远地区页岩气优质储层精细刻画与靶窗优选[J]. 武恒志,熊亮,葛忠伟,史洪亮,王同,樊莉. 天然气工业. 2019(03)
[5]黔北安页1井区松坎组沉积环境及其对页岩气成藏的影响[J]. 张鹏,张金川,雷怀玉,李龙. 资源与产业. 2018(03)
[6]黔北安页1井石牛栏组储层特征及压裂改造效果评价[J]. 王玉芳,翟刚毅,包书景,庞飞,周志,王胜建,杨玉茹. 地质论评. 2018(03)
[7]ASR和DITF法综合确定塔里木盆地7km深部地应力状态[J]. 孙东生,吕海涛,王连捷,崔军文,何碧竹,曹自成,邱华标,颜修刚. 岩石力学与工程学报. 2018(02)
[8]贵州遵义地区安场向斜“四层楼”页岩油气成藏模式研究[J]. 翟刚毅,包书景,庞飞,任收麦,陈科,王玉芳,周志,王胜建. 中国地质. 2017(01)
[9]武陵山复杂构造区古生界海相油气实现重大突破[J]. 翟刚毅,包书景,庞飞,任收麦,赵福平,张福,周志,王都乐. 地球学报. 2016(06)
[10]中国南方海相页岩气成藏差异性比较与意义[J]. 赵文智,李建忠,杨涛,王淑芳,黄金亮. 石油勘探与开发. 2016(04)
本文编号：3333454
【文章来源】：天然气工业. 2020,40(03)北大核心EICSCD
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
安页1井典型孔壁破坏图
根据孔壁破坏信息确定水平最大主应力的范围需要一系列钻井和岩石力学参数[19]。安页1井在石牛栏组2 105.00～2 139.50 m井段和2 178.0～2 204.18 m井段深度进行了压裂施工，根据小压曲线可确定2 105～2 204 m深度水平最小主应力（σh）的范围介于55～58 MPa[13]。由于该孔在小压测试深度范围内的2 120 m和2 200 m发生了孔壁崩落破坏，根据孔壁崩落为孔壁周向应力达到了岩石的单轴抗压强度的假设，可利用孔壁周向应力分布规律来估算水平最大主应力（σH）的范围。即式中σθθ表示钻孔周向应力，MPa；θ表示钻孔周向任意位置与水平最大主应力的夹角，(°)；pm表示孔底钻井液压力，MPa；αT表示岩石的热膨胀系数，10-6/℃；ΔT表示孔底钻井液与地层温度差，℃；E表示岩石弹性模量，MPa。
安页1井孔壁破坏信息（崩落和钻井诱发张裂缝）与伽马曲线具有较好的对应关系，即在低伽马值段，井壁发生了钻井诱发张裂缝，在高伽马值段（泥岩或泥页岩段），井壁未发生破坏，在灰质泥岩段，井壁发生了崩落破坏，而在钻井过程中，钻井液密度未发生明显变化，表明以上孔壁破坏现象非完全受钻井工程影响，而是一定程度上受地应力大小控制，即岩性与地应力大小具有明显的对应关系。Sone等[15]结合美国Barnett页岩储层地应力分布规律，提出利用流变模型预测水平主应力差，理论模型为：式中σ(t)表示水平主应力差，MPa；表示岩石所在板块的地壳平均运动速率，本文按10-19计算[17];B、n分别表示岩石的蠕变参数，MPa-1,B可近似表示为弹性模量的倒数，即B=1/E,n可表示为蠕变参数B的函数，n=666.7 B[17];t表示泥页岩成岩作用开始到现今埋藏史，本文按150 Ma进行计算[11]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]页岩气水平井井壁裂缝起裂力学行为研究[J]. 马天寿,彭念,陈平,邓智中. 西南石油大学学报(自然科学版). 2019(06)
[2]湖北宜昌深层山地页岩气地质力学研究及应用[J]. 梁兴,张朝,张鹏伟,张磊,王高成,潘元炜,赵春段,张介辉,王维旭,仇凯斌. 油气藏评价与开发. 2019(05)
[3]对中国页岩气压裂工程技术发展和工程管理的思考与建议[J]. 刘合,孟思炜,苏健,张广明,陈琳. 天然气工业. 2019(04)
[4]四川盆地威远地区页岩气优质储层精细刻画与靶窗优选[J]. 武恒志,熊亮,葛忠伟,史洪亮,王同,樊莉. 天然气工业. 2019(03)
[5]黔北安页1井区松坎组沉积环境及其对页岩气成藏的影响[J]. 张鹏,张金川,雷怀玉,李龙. 资源与产业. 2018(03)
[6]黔北安页1井石牛栏组储层特征及压裂改造效果评价[J]. 王玉芳,翟刚毅,包书景,庞飞,周志,王胜建,杨玉茹. 地质论评. 2018(03)
[7]ASR和DITF法综合确定塔里木盆地7km深部地应力状态[J]. 孙东生,吕海涛,王连捷,崔军文,何碧竹,曹自成,邱华标,颜修刚. 岩石力学与工程学报. 2018(02)
[8]贵州遵义地区安场向斜“四层楼”页岩油气成藏模式研究[J]. 翟刚毅,包书景,庞飞,任收麦,陈科,王玉芳,周志,王胜建. 中国地质. 2017(01)
[9]武陵山复杂构造区古生界海相油气实现重大突破[J]. 翟刚毅,包书景,庞飞,任收麦,赵福平,张福,周志,王都乐. 地球学报. 2016(06)
[10]中国南方海相页岩气成藏差异性比较与意义[J]. 赵文智,李建忠,杨涛,王淑芳,黄金亮. 石油勘探与开发. 2016(04)
本文编号：3333454
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