井孔应力集中对井周页岩弹性性质影响的研究

发布时间：2021-12-09 12:30

　　在油气勘探中,声波测井是井内测量地层弹性性质的常用技术。井孔应力集中现象的存在使得钻井后井周的应力分布产生了变化,进而影响到井周地层的弹性性质。这可能会改变井孔内的声波响应特征,使得声波测井得到的结果偏离实际原位地层的物理性质。为了研究井孔应力集中对声波测井的影响,本文基于Sayers-Kachanov微裂隙模型和Pervukhina的页岩岩石物理模拟方法,提出了一种改进的,具有普适性的能够模拟页岩弹性压敏特性的页岩岩石物理模拟方法。通过将应力条件以应力张量的形式代入计算流程中,可使得改进后的方法适用于任意应力条件下的页岩弹性性质的计算,而不仅局限于静水压力条件下。此模型通过给定单个微裂隙法向与切向柔度随压力的变化特性、微裂隙完全闭合时的临界压力值以及微裂隙的方向分布来计算页岩在压力作用下的弹性性质变化。相关模型参数可以通过反演页岩岩芯超声实验数据得到。然后结合已建立的页岩岩石物理模型和井孔应力分布,可以计算得到井周随空间变化的弹性刚度矩阵。最后,通过求解Christoffel方程可以得到沿井轴线方向传播的纵、横波速以及横波各向异性。基于建立的井孔岩石物理数值模拟流程,本文详细地研究了... 

【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：81 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究历史与现状
        1.2.1 地应力对声波测井的影响
        1.2.2 页岩岩石物理模型
        1.2.3 井孔应力集中
        1.2.4 波在各向异性介质中的传播
    1.3 本文研究内容与创新点
第2章 页岩岩石物理建模
    2.1 各向异性介质
        2.1.1 各向异性介质及相关概念
        2.1.2 本构方程
        2.1.3 Christoffel方程
    2.2 页岩岩石物理模型
        2.2.1 页岩岩石物理模型建模过程
        2.2.2 页岩岩石物理模型工作流程
    2.3 页岩岩石物理模拟求解
        2.3.1 微裂隙等效弹性介质模型
        2.3.2 微裂隙等效弹性介质模型参数求解
    2.4 本章小结
第3章 井周应力集中及应力分布
    3.1 Beltrami-Michell协调方程
    3.2 Amadei方法求解
    3.3 本章小结
第4章 井周应力作用下页岩模型的应用
    4.1 坐标系的建立与坐标变换
        4.1.1 三个参考坐标
        4.1.2 坐标系变换
    4.2 模拟计算流程
    4.3 本章小结
第5章 页岩模型弹性参数模拟与结果分析
    5.1 页岩样品数据
    5.2 不同井倾角下的数值模拟
        5.2.1 井周页岩弹性参数及变化
        5.2.2 井周页岩弹性波波速计算
    5.3 不同地应力下的数值模拟
        5.3.1 井周页岩弹性性质及变化
        5.3.2 井周页岩弹性波波速计算
    5.4 页岩软硬度对模拟结果的影响
        5.4.1 井周页岩弹性性质及变化
        5.4.2 井周页岩弹性波波速计算
    5.5 数值模拟结果分析
    5.6 本章小结
结论
附录A
参考文献
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]基于特性菱形图的钻井液用膨润土优选方法[J]. 李雄,刘贵传.  石油钻探技术. 2018(04)
[2]龙马溪组页岩微观结构、地震岩石物理特征与建模[J]. 邓继新,王欢,周浩,刘忠华,宋连藤,王绪本.  地球物理学报. 2015(06)
[3]基于页岩岩石物理等效模型的地应力预测方法研究[J]. 张广智,陈娇娇,陈怀震,马中高,李呈呈,印兴耀.  地球物理学报. 2015(06)



本文编号：3530634