元坝气田地应力测井计算研究

运用测井资料研究地应力,对元坝气田钻井、储层改造和开发有重要意义。利用测井资料对气田地层的岩石力学参数(抗压强度、抗张强度、泊松比、弹性模量、内聚力、内摩擦角等)进行了计算;用压裂资料反演求取构造应变系数;借鉴前人的研究成果,确定地层孔隙压力和孔弹性系数;应用组合弹簧理论地应力计算模型,建立元坝气田地应力计算方法。通过岩心声发射法地应力实验验证了该方法的准确性,并从地层埋深、岩性变化方面分析了该区地应力剖面特征,指导了后期套管选择、钻井施工方案等设计。     

砂泥岩间互地层等效岩石力学参数计算模型及其应用

以地层岩石的变形分析为基础,从能量的角度出发,利用应变能理论及能量守恒定律推导出了等效岩石力学参数的一般计算公式,并建立了测井资料计算模型;利用该模型计算了库车坳陷克拉A气田目的层系巴什基奇克组的等效岩石力学参数,并以计算结果为基础进行了应力场及储层裂缝的数值模拟;最后讨论了等效岩石力学参数测井资料计算模型的优点及适用条件。模拟结果显示,储层裂缝集中发育在背斜高点及单斜构造部位,与气田目前的开发实践基本一致,表明了所建模型的合理性;等效岩石力学参数适用于区域性的横向应力场及储层裂缝预测,不适于预测局部或垂向上的储层裂缝分布规律。     

岩石力学参数标定系统关键技术研究

岩石力学参数建模在地应力建模、甜点预测与井网部署优化等研究工作中起着重要作用。利用常规测井资料计算井点岩石力学参数,并结合地质统计插值建立全区域三维岩石力学参数模型是最为常用的方法之一,但是该方法在一定程度上忽略了测井曲线之间的相关性与约束性。实际上,在很多油气勘探区块,岩石力学非均质性强,利用统计学方法建模会产生较大误差。针对以上问题,本文研发了岩石力学参数标定系统,提出利用与岩石力学参数相关性较强的声波时差、自然伽马参数等测井曲线约束初始岩石力学参数模型,从而克服以上缺陷,提高建模精度,并利用数据分块算法顺利实现了对亿级数量网格单元的岩石力学参数模型标定计算。     

苏南宁镇地区震旦纪至白垩纪的岩石力学性质的系统测试数据浅析

苏南宁镇地区,震旦系至第四系出露完整,研究程度颇深,诸地层的不同特征,以作为华南各地区地层对比之标准而著称。近几年来,随着大规模勘探工作的进行,宁镇地区地层的物性参数、电性参数和力学参数等各种资料,均在不断完善之中。本文试以该区震旦系至白垩系地层的岩石单轴抗压强度等的系统测试数据,对其有关的岩石力学特性进行粗浅地分析。     

基于多孔介质弹性理论的碳酸盐岩地层超压预测

碳酸盐岩地层超压预测目前仍然是国内外研究的难点问题。碎屑岩超压预测方法均是建立在明显的超压测井、地震宏观响应规律基础上的经验关系,这些经验性方法不适用于因岩性致密使得超压地球物理响应微弱的碳酸盐岩地层。通过碳酸盐岩样品超压岩石物理模拟实验,分析了在应力-孔隙压力共同作用下岩石中声波速度、弹性参数的变化规律;基于多孔介质弹性理论和广义胡克定律推导并建立了表征孔隙压力与岩石弹性参数定量关系的理论模型,即多孔介质弹性理论的超压预测量化模型。以川东北地区典型碳酸盐岩超压钻井为例,开展了碳酸盐岩地层超压预测应用研究:针对碳酸盐岩地层选择油气水测井综合解释模型获取岩石物性参数;利用Voigt-Reuss-Hill平均模量模型计算岩石基质体积模量,利用Wood模型和Patchy模型计算孔隙流体体积模量,利用BISQ模型计算岩石骨架体积模量,然后通过多孔介质弹性理论量化模型预测超压。预测结果显示预测压力与钻杆实测压力(DST)吻合较好,与泥浆密度换算压力和随钻监测压力变化趋势相近,表明这种基于多孔介质弹性理论的超压预测量化模型是一种解决碳酸盐岩地层超压预测的新途径。     

川西坳陷深层须家河组岩石力学实验研究

从岩石力学角度出发,根据应力及应变关系中岩石内部结构面的微观变化入手,以川西坳陷深层须家河组致密砂岩层段为例,在模拟地层条件下,利用"MTS岩石物理参数测试系统"对该区岩样进行了力学参数测试.通过对岩石样品抗压强度、抗张强度及泊松比等统计数据分析,在揭示地层岩石力学性质变化规律的同时又论证了岩石力学原理在地层中的适用性,并指出岩石力学分析对于油气储层的勘探开发具有一定的指导意义.     

测井资料在岩石硬度预测中的应用

探讨了岩石硬度与测井参数间的关系,利用测井资料结合数学处理方法进行了岩石硬度预测方法研究。结果表明,岩石硬度与声波测井有很好的相关性,而与自然伽马测井无必然联系。在此基础上,利用声波测井资料建立了岩石硬度预测模型,并对预测模型进行了检验和修正,使预测精度达到90%以上。同时,该方法可以克服室内微钻头实验法中,由于岩心数量有限且实验用岩心为完整岩块,不能代表整个岩体性质的缺陷,实现了地层岩石硬度的快速实时预测,为钻头设计、选型、钻井工程设计提供了基础参数。      

神木—双山地区古生界含气层系岩石地层划分

鄂尔多斯盆地东部神木—双山地区古生界地层含气层系多,地层在横向及纵向上变化复杂,为了更加准确评价该区域含气规模以及特征,本文在岩石地层单元定义基础之上,结合测井、地质等资料,对神木—双山地区古生界含气层系岩石地层的划分进行了重新认识,论述了各个含气层系及标志层的地质和测井响应特征,讨论了测井资料在地层划分及对比时的优越性和不足之处。     

基于岩石力学特性和机械比能理论的钻头评价和优选

针对川西某构造的地质构造和地层特征,本文以井史资料和测井数据为基础,建立了地层强度参数和岩石力学参数剖面,得出了分布规律,即岩石强度和可钻性级值普遍较高,且变化趋势同弹性模量、粘聚力、内摩擦角等力学参数一致,在2500～2700 m地层达到峰值,而泊松比则相反,达到最低值。提出了基于岩石力学特性和机械比能理论的钻头评价和优选方法,得出了每段地层钻头的机械比能值,对已使用钻头的使用效果进行系统评价,发现采用的PDC钻头效果不理想,形成了牙轮钻头、孕镶钻头为主的钻头推荐方案,为工区钻井提速设计提供指导。     

松辽盆地外围中生代盆地的岩石物性 ——以突泉盆地和乌兰盖盆地为例

系统采集突泉盆地、乌兰盖盆地的地层岩石物性标本,测试了密度、磁化率、剩磁及电阻率。研究发现,由于含油气盆地勘探目标层往往含泥质、炭质成分较多,采用常规的物性标本测试方法很难获得这类地层岩石真实的物性参数,特别是电性参数。通过井旁测井模型与岩心及测井曲线对比,证明井旁测深技术是一种获取地层电性参数的有效方法。结合前人物性研究资料与本次工作结果,系统地整理了突泉盆地、乌兰盖盆地地层岩石物性参数,建立了主要地层-物性柱,分析了盆地的地层岩石物性特征,为在该地区开展非震地球物理测量提供了基础性资料。     

利用声波测井计算岩石的力学参数

介绍了岩石力学参数的测量方法及岩石动、静弹性参数相关关系,最后用实际声波测井资料来分析计划岩石的力学参数。     

岩石物理建模技术在致密砂岩储层预测中的应用——以鄂尔多斯盆地北部H区块为例

岩石物理建模是叠前反演前重要的基础工作。以致密砂岩储层为目标,剖析了岩石物理建模涉及的主要过程。将测井评价与岩石物理建模视为迭代过程,测井评价提供岩石物理建模的输入数据,岩石物理建模控制测井评价参数的质量。在测井参数具有较高质量的情况下,优选岩石物理建模方法,优化关键参数,较为准确地预测了横波速度等弹性参数,为叠前弹性参数反演提供了可靠的基础数据。利用岩石物理解释模板对叠前反演纵横波速度体进行了解释,提高了致密砂岩气层的识别精度,在鄂尔多斯盆地取得了较好的应用效果。     

Logging evaluation of deep multi-type unconventional gas reservoirs in the Songliao basin,northeast China: Implications from continental scientific drilling

Multi-type unconventional gas-bearing reservoirs with different lithologies and gas accumulation potential occur in the deep part of the Songliao basin. However, the reservoirs are non-homogeneous, the gas components differ substantially, and not all types of gas-bearing reservoirs have been identified or evaluated. The International Continental Scientific Drilling Program (ICDP) is used as an example to conduct qualitative and quantitative evaluations of deep multi-type unconventional gas-bearing reservoirs using conventional and specialized logging data. The core test data are used to determine the physical properties. The porosity and permeability are compared and analyzed using different methods and models. The results show that the reservoirs have low to ultra-low porosity and ultra-low permeability. Based on the comparison of the rock mechanical parameters and mineral composition, brittleness evaluation parameters are proposed for different types of deep reservoirs in the study region. The mineral brittleness index is highly consistent with the brittleness index based on rock mechanics. An identification method for deep multi-type gas-bearing reservoir and a classification approach for different gas properties are established based on the logging response and parameter interpretation. The methane gas reservoirs have low density (DEN) and low compensated neutron logging (CNL) values and high acoustic (AC) time difference and high resistivity (RT) values. The CO₂ gas reservoirs have lower RT values and higher CNL values than the hydrocarbon gas reservoirs. The comprehensive analysis of deep gas source rock conditions and of the source-reservoir relationship provides insights for the evaluation of deep multi-type unconventional gas reservoirs. The discovery of high hydrogen content is of significant importance for developing new areas for deep natural gas exploration.     

页岩气测井地层评价的方法与进展

页岩气测井地层评价主要围绕3个方面展开：①页岩气地层的岩性和储集参数评价,包括孔隙度、饱和度、渗透率等;②页岩的生烃潜力评价,主要包括干酪根的识别与类型划分、有机质含量、热成熟度等一系列指标的定性或定量解释;③岩石力学参数和裂缝发育指标的评价。特别是在资源调查和勘探的初期,如何从烃源岩中寻找最有利的页岩气藏富集,是地球物理测井的首要任务。近几年,国外在页岩气测井评价方面的工作主要体现在对ECS测井和高分辨率成像测井的应用。另外有研究表明,感应测井与岩石介电常数有关的X分量负异常与干酪根的存在及其类型之间有一定的相关性。     

密度测井资料在确定岩层孔隙度上的应用

孔隙度是储层评价的重要参数之一.密度测井是一种重要的孔隙度测井方法,在石油勘探领域常常被用作确定岩层孔隙度.通过研究密度测井的基本原理、仪器构成、刻度方法等,推导出不同情况下孔隙度的计算公式.并利用该公式进行Matlab编程,对实际测井数据进行处理,计算了多个井段的岩层孔隙度,证明了密度测井在孔隙度计算方面具有很高的应用价值.     

基于常规测井数据计算储层岩石力学参数——以鄂尔多斯盆地上古生界为例

泊松比及杨氏模量等岩石力学参数是盆地构造应力场模拟、油气田钻完井及储层压裂改造设计的基础参数。在岩石力学实验研究及纵、横声波时差关系研究的基础上,针对鄂尔多斯盆地上古生界储层确定了基于常规测井资料计算横波时差关系式的待定系数A、B、C,通过最小二乘法拟合的3个待定系数值分别为2.74、25.45、-370.16,基于待定系数计算公式求取的横波时差与实测横波时差具有较好的一致性。通过该方法计算出研究区上古生界储层杨氏模量在35593~37997 MPa之间,泊松比在0.21~0.25之间。研究区岩石力学参数计算公式的确定及岩石力学参数计算为鄂尔多斯盆地气田勘探开发提供了数据基础。      

Three-Dimensional In Situ Stress-Field Simulations of Shale Gas Formations: A Case Study of the 5th Member of the Xujiahe Formation in the Xinchang Gas Field, West Sichuan Depression

This work established a geological model for the 5th member of the Xujiahe Formation (X5 member) in the Xinchang gas field of the West Sichuan Depression based on the lithological, structural and depositional properties, as well as logging and well completion data and drill-core observations. Rock mechanical parameters were calculated according to rock mechanic experiments and rock mechanic interpretations from logging data. We also calculated the magnitudes and orientations of the in situ stresses based on acoustic emission tests, differential strain tests, fracturing behaviour and logging interpretations as well as anisotropy logging tests, borehole-breakout measurements and well-log data. Additionally, the present stress field of the X5 member was simulated using finite element numerical (FEM) simulation methods. The numerical simulation results indicate that the distributions of lithology and fractures are key factors that influence the present stress field. The stress field in the study area is discontinuous as a result of fractures and faults in the central and eastern areas. Stress is concentrated at the end sections and bends of faults, but dissipates with distance away from both sides of the faults. A longitudinal profile clearly demonstrates the zonality and continuity of the stress field and an increase with depth. The differential stress distribution is relatively uniform; however, large deviations occur in fracture zones.     

基于GSI值量化和修正方法的岩体力学参数确定

为了准确确定岩体力学参数,通过综合分析多种地质强度指标(GSI)量化方法,提出了一种改进的GSI值量化和修正方法。首先,利用测线法估算结构面平均间距(d)和岩体块度指数(RBI)的改进型岩体块度率(RBR),根据岩体三维结构面网络,获得岩体体积节理数(Jv)和岩体结构等级(SR),然后采用上述参数和结构表面条件(SCR)及结构表面特性参数(Jc)进行了GSI值的定量化处理。为了克服GSI体系的缺点,考虑结构面产状和地下水对岩体力学性质的影响,提出了GSI值的修正方法和公式。以某铅锌矿体的矿岩体为例,根据改进的GSI值量化和修正方法及Hoek-Brown强度准则来确定矿岩体力学参数,通过与原位变形试验的对比分析,验证了该方法的精确性和可行性。该方法为从室内岩石力学试验合理地获取节理岩体力学参数提供了理论及实现的依据。