CN105740583A - 一种适用于碳酸盐岩地层井壁稳定性测井评价方法 - Google Patents

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刘欢
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Abstract

本发明公开了一种适用于碳酸盐岩地层井壁稳定性测井评价方法，包括以下步骤：利用有效应力定理得到地层孔隙压力，利用测井资料建立地层坍塌预测模型，结合地层孔隙压力即可获取地层坍塌压力当量泥浆密度，从而得到泥浆密度安全范围，用实际钻井液密度值和泥浆密度安全范围比较，若在泥浆密度安全范围内，则井壁稳定，否则井壁不稳。本发明解决了目前的传统评价方法适应性窄、不足以解决所有井壁失稳的问题。

Description

一种适用于碳酸盐岩地层井壁稳定性测井评价方法
技术领域
本发明涉及井壁稳定领域，具体涉及一种适用于碳酸盐岩地层井壁稳定性测井评价方法。
背景技术
井壁稳定性是指钻井过程中井壁的张性破坏和剪切破坏问题，井壁不稳定是钻井工程中经常遇到的井下复杂情况之一。井壁失稳会给石油工业造成巨大的经济损失和时间成本。
传统的方法很难解决所有井壁失稳问题，对一些泥页岩的井壁失稳未找到很好的评价方法。目前迫切需要建立对泥页岩稳定性评价的方法。
发明内容
本发明目的在于提供一种适用于碳酸盐岩地层井壁稳定性测井评价方法，该方法解决了目前的传统评价方法适应性窄、不足以解决所有井壁失稳的问题。
本发明通过下述技术方案实现：
一种适用于碳酸盐岩地层井壁稳定性测井评价方法，利用有效应力定理得到地层孔隙压力，利用测井资料建立地层坍塌预测模型，结合地层孔隙压力即可获取地层坍塌压力当量泥浆密度，从而得到泥浆密度安全范围，用实际钻井液密度值和泥浆密度安全范围比较，若在泥浆密度安全范围内，则井壁稳定，否则井壁不稳。
地层坍塌压力计算模型为
其中模型内的参数：Pp、Pb分别为地层的孔隙压力和地层坍塌压力；δH、δh分别为水平最大、最小主地应力，为内摩擦角，一般为π/6；τ为岩石粘聚力，α为Biot弹性系数，η为应力非线性修正系数，这些参数可以通过测井信息获得。
岩石粘聚力是岩石的抗剪切强度参数。可利用声波、密度、自然伽马测井资料采用公式
计算得到。
μ为地层的动态泊松比，可利用现有技术可得，另外若没有全波列测井或缺乏横波时差资料，可通过地层纵波时差转换得到横波时差，转换公式为Δtmas、Δtmac分别为地层骨架的横波时差与纵波时差，Δtfs、Δtfc分别为地层流体的横波时差和纵波时差。
地层坍塌压力当量泥浆密度Pbmd＝1000Pb/(9.80665Depth)，Pbmd单位为g/cm3；Depth为深度。
本发明基于碳酸盐岩地层，开发出了一种适合碳酸盐岩地层的井壁稳定性测井评价方法，利用碳酸盐岩地层的非纯泥岩层特性，采用有效应力法，并灵活应用纵横波时差，尤其在没有横波资料时的情况下，采用纵波转换到横波的方法，获取地层坍塌预测模型，结合地层孔隙压力即可获取地层坍塌压力当量泥浆密度，从而完成评价。
本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
本发明解决了目前的传统评价方法适应性窄、不足以解决所有井壁失稳的问题。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
实施例1
一种适用于碳酸盐岩地层井壁稳定性测井评价方法，利用有效应力定理得到地层孔隙压力，利用测井资料建立地层坍塌预测模型，结合地层孔隙压力即可获取地层坍塌压力当量泥浆密度，从而得到泥浆密度安全范围，用实际钻井液密度值和泥浆密度安全范围比较，若在泥浆密度安全范围内，则井壁稳定，否则井壁不稳。
地层坍塌压力计算模型为
其中模型内的参数：Pp、Pb分别为地层的孔隙压力和地层坍塌压力；δH、δh分别为水平最大、最小主地应力，为内摩擦角，一般为π/6；τ为岩石粘聚力，α为Biot弹性系数，η为应力非线性修正系数，这些参数可以通过测井信息获得。
岩石粘聚力是岩石的抗剪切强度参数。可利用声波、密度、自然伽马测井资料采用公式
计算得到。
μ为地层的动态泊松比，可利用现有技术可得，另外若没有全波列测井或缺乏横波时差资料，可通过地层纵波时差转换得到横波时差，转换公式为Δtmas、Δtmac分别为地层骨架的横波时差与纵波时差，Δtfs、Δtfc分别为地层流体的横波时差和纵波时差。
地层坍塌压力当量泥浆密度Pbmd＝1000Pb/(9.80665Depth)，Pbmd单位为g/cm3；Depth为深度。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种适用于碳酸盐岩地层井壁稳定性测井评价方法，其特征在于，利用有效应力定理得到地层孔隙压力，利用测井资料建立地层坍塌预测模型，结合地层孔隙压力即可获取地层坍塌压力当量泥浆密度，从而得到泥浆密度安全范围，用实际钻井液密度值和泥浆密度安全范围比较，若在泥浆密度安全范围内，则井壁稳定，否则井壁不稳。
2.根据权利要求1所述的适用于碳酸盐岩地层井壁稳定性测井评价方法，其特征在于，地层坍塌压力计算模型为
其中模型内的参数：Pp、Pb分别为地层的孔隙压力和地层坍塌压力；δH、δh分别为水平最大、最小主地应力， 为内摩擦角，一般为π/6；τ为岩石粘聚力，α为Biot弹性系数，η为应力非线性修正系数，这些参数可以通过测井信息获得。
3.根据权利要求1所述的适用于碳酸盐岩地层井壁稳定性测井评价方法，其特征在于，地层坍塌压力当量泥浆密度
Pbmd＝1000Pb/(9.80665Depth)，Pbmd单位为g/cm3；Depth为深度。
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