井底压力对岩石破碎的影响机制及应用研究

钻井液井底压力与地层孔隙压力是影响岩石破碎的重要因素,由于岩石具有一定的渗透率,在压力差的作用下钻井流体与地层流体之间会相互影响,导致靠近井底的地层孔隙压力发生变化。实际的地层孔隙压力随时间与距离变化的规律可以使用一维不稳定渗流模型来描述和计算。在此分析基础上,综合分析地应力、井底压力及钻头牙齿吃入地层产生的应力,计算出任意平面上所受的剪应力和正应力,然后使用摩尔–库仑准则来判定岩石的破坏。建立这样一个综合各种因素的井底岩石破碎模型,可以将各种因素尤其是实际井底压力差的作用清楚地表达出来。该模型可以较好地解释欠平衡钻井提高钻速的力学机制,并为随钻地层孔隙压力监测dc指数法的适用范围提供明确的计算方法     

岩溶地层水文水井泡沫钻井压力和排量计算

分析了岩溶地层水文水井施工中,泡沫实现平衡压力或欠平衡压力钻井的原理及影响泡沫钻井有效井眼压力的因素,采用迭代法逆循环计算方法,计算井口压力和井口气液排量。     

页岩油藏多段水平井压后关井阶段压力扩散数学模型研究

多段多簇水平井压裂技术作为页岩油藏的重要开发手段已经得到了广泛认同,压后关井能充分发挥渗吸的作用,提高单井压后产量,但目前压裂液渗吸作用区域一直是困扰油藏工程师的重要难题。本文以陇东页岩油藏多段压裂井为研究对象,基于物质平衡原理,利用渗流力学和岩石力学理论,建立了压裂施工过程中和压后关井过程中流体压力扩散数学模型,研究了压力扩散和压裂液波及体积随时间的变化关系。结果表明：压裂液波及体积随关井时间的增加逐渐增加,但增加的幅度会逐渐降低。储层渗透率越小,孔隙度越大,压裂施工时间越长,关井阶段井底压力越高,地层能量越高。该结果可为页岩油藏最佳关井时间的确定提供理论支持。     

地层压力预测方法及其在南海北部构造—热体制分析…

研究了南海北部大陆边缘盆地活动流体的基本物理参数－异常地层压力，探讨了地层压力的预测方法，分析了声波时差与实测地层压力的矛盾，并采用了综合参数预测的有效方法，从理论上建立正常实趋势线的数学模型，运用该模型计算了异常压力的下界面和建立了压力囊的断面图，计算并分析了高压顶面压力系数，气势与水势及其油气运移聚集的有利部位。     

地层压力预测技术的应用及效果分析

利用地震、地质、测井资料,配合录井、实钻、测试等结果,建立比较准确的地层孔隙压力预测剖面（孔隙压力随井深的变化规律）。在此基础上,结合地层层序的变化,分析其纵向上的变化规律及成压机制,划分压力系统,并分压力系统或分层位确定孔隙压力变化的上下限,为探井或开发井优化井身结构设计和平衡压力钻井及油气层保护提供可靠的依据。在胜利探区推广应用地层压力预测技术以来,已为近２００口探井提供了地层压力预测剖面,较     

地层压力预测方法及其在南海北部构造－热体制分析中的应用

研究了南海北部大陆边缘盆地活动热流体的基本物理参数——异常地层压力，探讨了地层压力的预测方法，分析了声波时差与实测地层压力的矛盾，并采用了综合参数预测的有效方法，从理论上建立正常压实趋势线的数学模型；运用该模型计算了异常压力的下界面和建立了压力囊的断面图；计算并分析了高压顶面压力系数、气势与水势及其油气运移聚集的有利部位     

河元背地区绳索取心钻进泵压计算模型的建立与应用

泵压是反映金刚石绳索取心钻进时井内作业是否正常的重要参数。为了进一步研究泵压波动变化与实际钻进作业之间的关系,指导钻进工作的快速、安全开展,结合江西相山河元背地区CUSD2井实际泵压波动数据及相关钻进资料,建立了适用于本井的循环系统压力损失计算模型。对比分析模型计算的理论泵压与实际泵压的波动变化趋势,将模型应用于实际钻进,在此基础上预测后续地层的泵压波动区域范围,发现7 MPa的泵压安全值不再适用于后续地层钻进,调整设置泵压安全值为10 MPa,并利用邻井泵压波动数据进一步验证其可靠性。适当调整修正理论模型,使其可应用于河元背以及相山地区绳索取心钻进中,指导该地区钻探工作。     

高压注浆渗流数学模型与工程应用

依据活塞式驱替注浆渗流的数学模型,推导出高压注浆过程中浆体区和原水体区的压力分布, 以及停止注浆后井底压力消退情况。分析了注浆井底压力和原区压力与注浆时间、浆液粘度、渗透率、计算点与注浆井距离等关系;依据理论分析,并通过现场试验建立了注浆井底压力和水灰比的经验关系,将结果用于指导灌注桩高压注浆补强工程,取得了良好的实践效果。     

庆深气田火山岩地层三个压力预测技术研究

地层孔隙压力、破裂压力和坍塌压力是合理确定井身结构、钻井液密度和固井完井方案的基本依据,是钻井工程设计的一项重要内容。分析了火山岩地层的压力预测技术,首次将国外先进的岩石力学理论应用于庆深气田火山岩地层,建立了3个压力预测模型,针对模型和庆深气田火山岩地层特性提出了新的修正方法;编制了庆深气田火山岩地层3个压力预测软件,该模型软件精度满足现场施工要求,为大庆地区钻井工程设计提供了参考。     

基于物质平衡反演法的致密砂岩气藏地层压力计算

压力是气藏的“灵魂”,地层压力是评价气井产能,分析气藏潜力的基础。然而,受到资料完整程度、方法适用条件等因素的限制,大部分气井无法准确获取地层压力。为了评价致密砂岩气藏地层压力,基于少量压力监测资料,采用数学反演思维,提出物质平衡反演法。首先,利用拟稳定流动状态下气井生产数据,拟合Blasingame图版,计算气井动态储量。而后,通过动态储量及一个测压数据进行反演,建立物质平衡方程,代入累产气量,评价地层压力,最后,以大宁–吉县区块致密砂岩气井为例,进行地层压力计算。结果表明:(1) 物质平衡反演法仅需一个测压点,可以评价气井的地层压力变化。(2) 气井原始地层压力差异大,单井地层压力变化复杂,存在多个压力系统。(3) 压力系统不一致与储层非均质性强有关。研究结果对于致密气单井压力计算和致密气藏压力评价提供了可靠的方法,为致密气藏开发方案调整和效益开发奠定了基础。      

粉土与粉质黏土互层中静压桩桩土界面孔隙水压力

为研究层状黏性土在静压桩沉桩过程中桩土界面孔隙水压力的分布规律,依托山东东营某桩基工程开展了现场足尺静压桩试验,分析了桩土界面孔隙水压力的变化规律,探讨了桩土界面超孔隙水压力的分布特征,明确了桩土界面孔隙水压力和超孔隙水压力的消散特性,并结合水力压裂理论和孔穴扩张理论,揭示了沉桩过程中桩土界面沿桩长方向超孔隙水压力的分布形式。试验结果表明：孔隙水压力、超孔隙水压力与土层性质密切相关,二者均在粉土层中增长较慢,在粉质黏土层中增长较快;在同一深度处,两者均存在明显的消散现象,在粉土中的消散程度明显大于粉质黏土中;采用水力压裂理论结合孔穴扩张理论计算的超孔隙水压力沿桩长方向的变化规律与试验值相吻合;桩身贯入深度越大,超孔隙水压力理论计算值与现场实测值越接近。     

海拉尔地区三个地层压力的预测与计算

根据已钻井的测井资料,对海拉尔油田的几个主要区块进行了地层孔隙压力、地层破裂压力和井壁坍塌压力的分析和计算,并建立了不同区块的单井压力的变化及本区块压力随深度变化的剖面图。分析研究发现,使用声波时差方法预测地层压力可以取得准确的预测值：破裂压力计算应用了伊顿模式、史蒂芬模式、黄荣樽模式和测井资料法,然后对各种方法进行对比分析发现黄荣樽法破裂压力预测数据准确;而坍塌压力则可以通过莫尔-库仑准则得到满足工程需要的精度。最后综合考虑确定出各个区块的合理安全泥浆密度窗口。     

围压下泥岩断裂韧性测试与解释方法

根据围压条件下的断裂力学理论 ,采用双翼裂纹厚壁圆筒 ,对泥岩进行了不同围压和不同泥质含量条件下的人工岩样断裂韧性测试。建立了有限元方法解释断裂韧性的数值模型。在进行大量实验测试的基础上 ,通过回归分析表明 ,断裂韧性与围压、泥质含量有较好的线性统计关系。解决了水力压裂设计中断裂韧性参数的准确获取问题 ,有利于提高压裂设计、预测的精度     

煤层气井祼眼与套管注入/压降测试渗透率对比分析

我国煤层气井渗透率测试方法目前广泛采用注入/压降试井。通过对试验井的裸眼测试和套管测试发现,套管测试渗透率是裸眼测试的9.82倍,裸眼测试渗透率明显偏低。裸眼测试渗透率低的主要原因是注入和关井时间较短,未出现径向流。由于我国煤层气区块大多处于勘探阶段,且多采用裸眼注入/压降方法,开展区块裸眼和套管注入/压降的对比测试,可以获取区块标准井的注入时间和关井时间,提高渗透率解释结果的准确性。      

无黏性土中筒型基础负压下沉模型试验

筒型基础是海洋结构物特别是海上风力机的重要基础型式之一,其下沉阻力的研究是该种基础型式成功应用的关键。目前对于无黏性土中下沉负压的计算方法主要有以静力触探为基础的(CPT-Based)方法与基于贯入过程中筒体受力平衡的解析方法,但计算结果与工程实测数据均存在偏差。开展了3种不同厚径比筒型基础的负压下沉模型试验,测量了下沉过程中筒内外侧壁、端部土压力以及周围土体的孔压变化;分析了2种方法中计算参数对结果的影响,给出了推荐的参数取值范围;根据实测孔压与数值模拟结果建立了临界负压计算公式。研究表明：砂土中筒型基础负压下沉时筒土间摩擦系数约为0.2,推荐CPT-Based方法中的外侧摩阻力系数为0.002 6～0.007 0,内侧摩阻力系数为0.001,端阻力系数为0.2～0.6;解析法中侧向土压力系数介于静止土压力系数与被动土压力系数之间,端阻力承载系数为40;考虑土体渗透破坏保护机制的临界负压计算公式可以有效地提高筒型基础下沉控制的临界负压,更加接近实际情况。     

地层压力预测技术及其在油层保护中的应用

简述了随钻监测、钻后检测、钻前预测和模拟等地层压力预测的技术的特点及其应用范围。介绍了有效应力法预测地层压力的原理及参数的求取方法。应用有效应力法地层压力预测软件为胜利油田压敏型地区提供了近200口探井的地层压力预测剖面，从实钻结果看，地层压力预测的符合率高，根据预测压力来平衡钻井，起到了保护油气层的良好效果。     

桩端后注浆超长灌注桩桩侧极限摩阻力计算方法

目前超长灌注桩普遍应用于大型桥梁、超高层建筑工程中,且常采用桩端后注浆技术,但其桩侧极限摩阻力的确定尚未有切合其实际特点的方法。大量现场实测数据反分析表明,采用 法计算时,存在桩侧土压力大于土层静止土压力的现象。在探讨桩侧土压力增大机制的基础上,对 法进行改进,建立了桩侧土压力确定方法,并给出了桩侧土压力系数的取值公式。工程实例计算结果与试桩实测结果比较分析表明,所建立的桩端后注浆超长灌注桩桩侧极限摩阻力计算方法具有合理性与可行性。     

分步替水灌浆法在科学钻探西藏钻孔坍塌 地层中的应用

地层压力异常是指岩石孔隙流体的压力异常,存在异常压力的井段容易井塌.西藏罗布莎科学钻探孔处于雅江缝合带,异常压力层段多,地层复杂,深孔钻进过程中经常出现垮孔、钻孔失稳现象.采用常规孔内灌浆进行护壁封孔,成功率极低,主要表现为封孔水泥浆由于异常压力原因产生回顶现象而偏离目标孔段,造成灌浆失败.分步替水灌浆法则利用了孔内异常压力流体的平衡原理,把替水量分两步压入注浆管,防止了水泥浆液偏离目标孔段,灌浆效果好,有效解决了异常压力地层中的固孔护壁问题.论文研究总结了分步替水灌浆法的原理和工艺方法,并结合实际工程详细剖析了灌浆压力异常的原因、分步替水控制过程,提供了一种异常压力地层灌浆新的技术方法.     

盆地内渗透性地层超压形成机制及钻前压力预测

在世界范围内,沉积盆地高超压区的压力预测和安全钻井是长久未能解决的难题。在钻井过程中可能引起各种钻井工程事故的主要原因是渗透砂支内的高压,而现在通用压力预测和监测方法却建立在低渗透的泥质岩内超压产生及对其岩性、物性变化影响的基础上。本文讨论了沉积盆地内异常高压分布的特征,着重探讨了在渗透砂岩层中异常流体压力产生的机制,划分出自源、邻源和他源３种成因类型,并讨论了各类超压对钻井工程的危害性和可预测性