川东北地区河坝构造岩石物理特征及工程应用研究
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摘要
本论文利用实验室测试的大量岩石力学数据、结合岩石声发射法、差应变及剩磁方法、测井法等对川东北地区河坝构造整个地层(以陆相为主)的岩石力学性质、地应力场及三大压力剖面进行了计算、分析,并对其中典型的工程问题井段做了事故原因解释。通过本次研究,主要取得了以下认识:
结合通南巴构造带地质特征及河坝构造的钻完井资料、岩心薄片分析资料对研究区的陆相地层及海相地层有了更清楚的认识。在成都理工大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室对研究区陆相和海相两套地层基础物性参数和岩石力学参数测试的基础上,根据实验数据系统分析了陆相及海相的岩石强度参数、动静弹性参数等力学参数的实验特征。
利用实验室分析成果和声波时差测井、密度测井等资料,构建了纵横声波时差、抗张强度、抗压强度、内聚力、内摩擦角及动静弹性参数关系等十个岩石力学参数模型;将实验室数据和测井数据有机结合,建立了河坝构造典型井段的岩石力学参数剖面。
针对研究区陆相地层的现今地应力在剖面上的分布特征,选用葛式模型,利用声发射数据处理后的绝对应力值获取公式各项参数,建立该区的地应力计算模型。通过差应变方法的校验,确定了最终的地应力模型;同时采用波速各项异性法及古地磁测试法确定了研究区陆相地层的地应力方向,并建立典型井的陆相地应力剖面。
分析了研究区的破裂压力、坍塌压力及地层孔隙压力特征,经过对比分析选用了适合该工区的各个计算模型。但由于该区块地应力及三个压力剖面方面的研究较少,地应力研究通过两种测试方法得到验证,破裂压力及坍塌压力剖面没有得到验证,仅供参考。最后建立了典型井的陆相综合解释剖面,选取典型工程事故发生层段进行事故原因分析,实现本次论文研究成果的工程应用价值。
The paper mainly evaluates and analyzes the rock mechanical property,the ground stress field, the fracture pressure and the caving pressure section of whole layers( land facies mainly) at Heba structure in Northeastern-Sichuan by means of a great quantity of rock mechanical data combined with rock acoustic emission method,differential strain method and logging method. And then a interpretation for the culprit of the typical well sections which happened project accidents have obtained.
On base of physical properties and rock mechanical properties of sea facies and land facies in region of interest are tested at the State Key Laboratory of Oil&Gas Reservoir Geology and Exploitation in Chengdu University of Technology , systemically analyzing the experiment characteristics of rock mechanical properties such as rock intensive parameters, dynamic-static elastic parameters in both land facies and sea facies. And more, I have a clear realization on this structure.
By utilizing the outcome of lab analysis and logging datum, ten rock mechanical parameter models such as vertical-horizontal acoustic time,tensile strength,compression strength,cohesive force,angel of internal friction and the relationship of dynamic-static elastic parameters are established. Then rock mechanical parameters’cut plane of typical well section at Haba structure is building.
After analyzing the ground stress distributing characteristics of region of interest and choosing model of Hongkui Ge, the ground stress calculated model have been constructed by gotten parameters from original acoustic travel datum. And then the ultimate ground stress model and direction, typical ground stress cut plane of land facies are gained by means of differential strain method checking.
Finally through analyzing the of fracture pressure,caving pressure and pore pressure,three calculation models are building and explanation cut plane of land facies of typical well is formation. Some typical formations with engineering accidents have been interpreted. But it just for referring because of never verified.
结合通南巴构造带地质特征及河坝构造的钻完井资料、岩心薄片分析资料对研究区的陆相地层及海相地层有了更清楚的认识。在成都理工大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室对研究区陆相和海相两套地层基础物性参数和岩石力学参数测试的基础上,根据实验数据系统分析了陆相及海相的岩石强度参数、动静弹性参数等力学参数的实验特征。
利用实验室分析成果和声波时差测井、密度测井等资料,构建了纵横声波时差、抗张强度、抗压强度、内聚力、内摩擦角及动静弹性参数关系等十个岩石力学参数模型;将实验室数据和测井数据有机结合,建立了河坝构造典型井段的岩石力学参数剖面。
针对研究区陆相地层的现今地应力在剖面上的分布特征,选用葛式模型,利用声发射数据处理后的绝对应力值获取公式各项参数,建立该区的地应力计算模型。通过差应变方法的校验,确定了最终的地应力模型;同时采用波速各项异性法及古地磁测试法确定了研究区陆相地层的地应力方向,并建立典型井的陆相地应力剖面。
分析了研究区的破裂压力、坍塌压力及地层孔隙压力特征,经过对比分析选用了适合该工区的各个计算模型。但由于该区块地应力及三个压力剖面方面的研究较少,地应力研究通过两种测试方法得到验证,破裂压力及坍塌压力剖面没有得到验证,仅供参考。最后建立了典型井的陆相综合解释剖面,选取典型工程事故发生层段进行事故原因分析,实现本次论文研究成果的工程应用价值。
The paper mainly evaluates and analyzes the rock mechanical property,the ground stress field, the fracture pressure and the caving pressure section of whole layers( land facies mainly) at Heba structure in Northeastern-Sichuan by means of a great quantity of rock mechanical data combined with rock acoustic emission method,differential strain method and logging method. And then a interpretation for the culprit of the typical well sections which happened project accidents have obtained.
On base of physical properties and rock mechanical properties of sea facies and land facies in region of interest are tested at the State Key Laboratory of Oil&Gas Reservoir Geology and Exploitation in Chengdu University of Technology , systemically analyzing the experiment characteristics of rock mechanical properties such as rock intensive parameters, dynamic-static elastic parameters in both land facies and sea facies. And more, I have a clear realization on this structure.
By utilizing the outcome of lab analysis and logging datum, ten rock mechanical parameter models such as vertical-horizontal acoustic time,tensile strength,compression strength,cohesive force,angel of internal friction and the relationship of dynamic-static elastic parameters are established. Then rock mechanical parameters’cut plane of typical well section at Haba structure is building.
After analyzing the ground stress distributing characteristics of region of interest and choosing model of Hongkui Ge, the ground stress calculated model have been constructed by gotten parameters from original acoustic travel datum. And then the ultimate ground stress model and direction, typical ground stress cut plane of land facies are gained by means of differential strain method checking.
Finally through analyzing the of fracture pressure,caving pressure and pore pressure,three calculation models are building and explanation cut plane of land facies of typical well is formation. Some typical formations with engineering accidents have been interpreted. But it just for referring because of never verified.
引文
[1]周文,闫长辉,王世泽等.油气藏现今地应力场评价方法及应用.北京:地质出版社.2007.6
[2]王允诚.油层物理.成都:四川科学技术出版社.2006.8
[3]王允诚.油气储层地质学.北京:地质出版社.2008.1
[4]河坝构造钻完井资料及物性测试资料.德阳:中石化西南分公司工程技术研究院
[5]李英.川东飞仙关组地层压力测井解释方法研究.成都:西南石油学院硕士毕业论文,2003.4
[6]慈建发.钻前井壁力学稳定性研究.成都:西南石油学院硕士毕业论文.2005.5
[7]瞿小洁.岩石在单轴受荷条件下的超声波特性研究.成都:成都理工大学硕士毕业论文.2008.6
[8]雷炜.通南巴地区气藏地质特征及完井管柱优化研究设计.成都:成都理工大学硕士毕业论文.2006.5
[9]李月.层状岩体声学特性研究.成都:西华大学硕士毕业论文.2007.3
[10]王震.高温高压下岩石力学特性研究及应用.大庆:大庆石油学院硕士毕业论文.2005.3
[11]李雪英.成像测井的裂缝自动识别方法研究.大庆:大庆石油学院硕士毕业论文.2003.3
[12]周新鹏.岩石声电参数测试方法及实验研究.北京:中国地质大学硕士毕业论文.2008.5
[13]李毓.现今地应力场特征与评价——以川西坳陷中部侏罗系为例.成都:成都理工大学硕士毕业论文.2004.5
[14]高洪灿.川东北前陆盆地须家河组沉积相及高分辨率层序地层学特征.成都:成都理工大学硕士毕业论文.2004.5
[15]刘四兵.川西坳陷中段上三叠统古流体势研究.成都:成都理工大学硕士毕业论文.2007.5
[16]高梅生.川东北地区天然气资源特征与可持续发展研究.:成都理工大学博士毕业论文.2007.5
[17]潘国富.南海北部海底浅部沉积物声学特性研究.上海:同济大学博士毕业论文.2003.3
[18]李传宝.云南新平芭蕉树滑坡工程地质特征及成因机理研究.成都:西南交通大学硕士毕业论文.2007.4
[19]李化启.高温高压变形实验过程中地壳岩石的变形结构及其物理——化学响应.吉林:吉林大学硕士毕业论文.2004-9
[20]张宁.岩体初始地应力场发育规律研究.浙江:浙江大学硕士毕业论文.2002.4
[21]董国文.祁东煤矿开采煤层上覆岩土体工程地质特征与突水溃砂机理研究.安徽:安徽理工大学硕士毕业论文.2006.6
[22]赵宇飞.岩土强度参数选取方法研究及工程应用.北京:中国水利水电科学研究院硕士毕业论文.2005.3
[23]何牛仔.孤东油田沙河街组地质特征及油藏工程研究.成都:西南石油大学硕士毕业论文.2005.5
[24]朱定军,单钰铭,刘维国等.川西坳陷深层须家河组岩石力学实验研究.东华理工大学学报,2008(4):101-104
[25]朱定军,单钰铭,刘维国等.油气储层裂缝的有效性及其影响因素研究.内蒙古石油化工,2008(9):1-2
[26]张军,徐福华.有效应力下裂缝性岩石物性特征分析.太原理工大学学报,2005(5):27-28
[27]徐振平,梅廉夫.川东北地区不同构造带地层水化学特征与油气保存的关系.海相油气地质,2006(4):29-33
[28]丁原辰.声发射法古应力测量问题讨论.地质力学学报,2000(2):46-51
[29]张余芝,陈达,董杰,郭永钊等.河北省岩石物性相关关系及物探方法的有效组合.物探与化探,2001(5):350-354
[30]程远方,徐同台.安全泥浆密度窗口的确立及应用.石油钻探技术,1999(6):16-18
[31]薛庆文,吴广民.地层坍塌压力的计算及在新站地区的应用.钻采工艺,2007(3):65-66
[32]楼一珊,黄立新,向东等.地层坍塌压力的计算及应用研究.河南石油,1999(6)
[33]谭廷栋.从测井信息中提取地层破裂压力.地球物理测井,1990(6):371-377
[34]葛小云,熊甜甜.关于声发射技术在岩石工程中应用的研究进展.工程技术,2008(2):264
[35]单钰铭,刘维国.地层条件下岩石动静力学参数的实验研究.成都理工学院学报,2000(3):249-254
[36]黄思静,单钰铭.储层砂岩岩石力学性质与地层条件的关系研究.岩石力学与工程学报,1999(4):454-459
[37]黄忠桥,康义逵.应用声发射资料计算地应力的方法.特种油气藏,2003(4):4-5
[38]瞿芳芳,夏宏泉.川西深井地层压实趋势线的测井研究.国外测井技术,2007(5):25-28
[39]高艳霞,单钰铭.川西坳陷深层岩石力学特征及其影响因素研究.油气地质与采收率,2007(6):23-25
[40]周文,高雅琴,单钰铭等.川西新场气田沙二段致密砂岩储层岩石力学性质.天然气工业,2008(2):34-37
[41]王敏生,李祖奎.测井声波预测岩石力学特性的研究与应用.采矿与安全工程学报,2007(1):74-78
[42]江进,孙进忠.太原晋阳西山大佛岩石动静力学参数的对比研究.岩石力学与工程学报,2007(7):3452-3459
[43]林英松,葛洪魁.岩石动静力学参数的试验研究.岩石力学与工程学报,1998(2):216-222
[44]葛齐军,瞿辉.测井声波时差在地层压力预测中的应用.中国海上油气,1997(1):66-70
[45]张兰江,夏竹君.复杂压力系统地层压力预测方法在文东油田的应用.石油钻探技术,2002(2):16-18
[46]邓兴德.利用测井曲线预测地层压力.石油钻采工艺,1996(4):35-38
[47]周立宏,刘国芳等.利用泥岩声波时差估算地层压力.石油实验地质,1996(2):195-199
[48]陈宇鑫.用测井资料检测异常地层压力.天然气工业,1988(2):24-28
[49]陶兴华,包洪志.用声波时差法检测低压地层压力,1994(4):24-28
[50]冯启宁,耿全喜.在中原油田应用测井资料检测地层压力.华东石油学院学报,1985(2):10-17
[51]李香江.测井资料预测碳酸盐岩地层破裂压力初探.天然气工业,1998(4):15-18
[52]姜子昂,张永红.川南东部地区阳新统的破裂压力预测.天然气工业,1994(2):44-47
[53]谭廷栋.地层孔隙压力与破裂压力的计算方法.测井技术,1981(6):8-18
[54]聂采军,赵军.地层破裂压力测井预测的统计模式研究.天然气地球科学,2004(6):633-636
[55]黄荣樽.地层破裂压力预测模式的探讨.华东石油学院学报,1984(4):335-346
[56]徐文梅.利用测井资料预测塔河油田地层破裂压力.石油物探,2003(1):117-121
[57]阎树文,刘玉霞.破裂压力梯度与孔隙压力梯度测井数字处理工程.测井技术,1985(5):73-83
[58]赵焕卿.声波法预测地层破裂压力的研究成果通过技术鉴定.石油大学学报,1995(5):32
[59]黄贺雄,吕桂英.新型预测地层破裂压力的模型及应用.测井技术,1993(4):296-301
[60]阎树文,常贵钊.岩石破裂压力与力学特性参数的计算.西安石油学院学报,1994(4):7-11
[61]梁何生,刘凤霞.一种地层破裂压力估算方法及应用.石油钻探技术,1999(6):14-15
[62]黄荣樽.庄锦江.一种新的地层破裂压力预测方法.石油钻采工艺,1986(3):1-13
[63]章成广,樊小意.用全波资料预测地层破裂压力的应用研究.国外测井技术,2003(6):13-15
[64]蒋廷学,汪绪刚.由破裂压力资料反求储层的有效渗透率.石油钻采工艺,2003(2):55-57
[65] K.H.COATS.A new technique for determine reservoir description from field performance data.Society of Petroleum Engineers,March 1970:66-74
[66] D.B.BENNION.Low permeability gas reservoirs:Problems,Opportunities and Solutions for Drilling,Completion,Simulation and Production.Society of Petroleum Engineers,May 1998:117-131
[67] Paul F.Worthington.The role of cutoffs in integrated reservoir studies.Society of Petroleum Engineers,May 2005:276-290
[68] Mohammad Zafari.Assessing the uncertainty in reservoir description and performance predictions with the ensemble kalman filter.Society of Petroleum Engineers,October 2005:382-391
[69] J.A.Rushing.Estimated reserves in tight gas sands at HP/Ht reservoir conditions:use and miuse of an arps decline curve methodology.Society of Petroleum Engineers,November 2007:1-17
[70] Yuni B.Pramudyo.An integrated study of low permeability reservoir in the Bekasap field,central sumatra basin,indonesia.Society of Petroleum Engineers,October 2007:1-5
[71] Yunting Xu.An integrated study of mature low permeability reservoir in Daqing oil field,China.Society of Petroleum Engineers,March 2008:1-8
[72]黄思静,单钰铭,刘维国等.陕甘宁盆地G地区岩石声发射实验与构造应力.成都理工大学学报,1998(4):559-565
[73]时军虎,徐锐,李亚平等。测井资料在岩石力学参数中的应用.国外测井技术.2OO3(3):22-24
[2]王允诚.油层物理.成都:四川科学技术出版社.2006.8
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[4]河坝构造钻完井资料及物性测试资料.德阳:中石化西南分公司工程技术研究院
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[24]朱定军,单钰铭,刘维国等.川西坳陷深层须家河组岩石力学实验研究.东华理工大学学报,2008(4):101-104
[25]朱定军,单钰铭,刘维国等.油气储层裂缝的有效性及其影响因素研究.内蒙古石油化工,2008(9):1-2
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[34]葛小云,熊甜甜.关于声发射技术在岩石工程中应用的研究进展.工程技术,2008(2):264
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[36]黄思静,单钰铭.储层砂岩岩石力学性质与地层条件的关系研究.岩石力学与工程学报,1999(4):454-459
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[57]阎树文,刘玉霞.破裂压力梯度与孔隙压力梯度测井数字处理工程.测井技术,1985(5):73-83
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[59]黄贺雄,吕桂英.新型预测地层破裂压力的模型及应用.测井技术,1993(4):296-301
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[62]黄荣樽.庄锦江.一种新的地层破裂压力预测方法.石油钻采工艺,1986(3):1-13
[63]章成广,樊小意.用全波资料预测地层破裂压力的应用研究.国外测井技术,2003(6):13-15
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[68] Mohammad Zafari.Assessing the uncertainty in reservoir description and performance predictions with the ensemble kalman filter.Society of Petroleum Engineers,October 2005:382-391
[69] J.A.Rushing.Estimated reserves in tight gas sands at HP/Ht reservoir conditions:use and miuse of an arps decline curve methodology.Society of Petroleum Engineers,November 2007:1-17
[70] Yuni B.Pramudyo.An integrated study of low permeability reservoir in the Bekasap field,central sumatra basin,indonesia.Society of Petroleum Engineers,October 2007:1-5
[71] Yunting Xu.An integrated study of mature low permeability reservoir in Daqing oil field,China.Society of Petroleum Engineers,March 2008:1-8
[72]黄思静,单钰铭,刘维国等.陕甘宁盆地G地区岩石声发射实验与构造应力.成都理工大学学报,1998(4):559-565
[73]时军虎,徐锐,李亚平等。测井资料在岩石力学参数中的应用.国外测井技术.2OO3(3):22-24