高温超压井地层破裂压力预测技术

论文摘要

南海西部海域莺歌海盆地储层上部地层疏松,下部存在高温超压地层,在钻井过程中极易发生井漏,导致钻井事故频繁发生,严重影响钻井速度和固井质量。因此准确预测地层破裂压力及研究高温超压对破裂压力的影响规律十分必要。本文通过调研分析国内外的研究现状及存在的问题,经过数值计算和实验分析,综合考虑温度、孔隙压力、井壁渗透特性、泥页岩与泥浆之间的相互作用等因素的影响,研究了高温高压井钻井过程中井筒壁温度变化规律及产生的热应力计算方法、泥浆滤液在井壁的渗透运移规律测定及渗透压力计算方法,确定了井眼周围地层应力分布规律。结合地层破坏准则,建立了高温高压井地层破裂压力的预测模式,形成了一套高温超压井地层破裂压力的预测技术。并成功应用到了南海西部高温高压井中,提高了破裂压力预测精度,有力地指导了南海西部高温高压井钻井设计,也为其它区块高温超压井的地层破裂压力精确预测提供了理论支持和研究方法。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 引言
• 1.1 概述
• 1.2 国内外研究现状及存在的问题
• 1.3 本文研究内容、目标及创新点
• 第2章 高温高压井井壁温度分布规律研究及热应力计算方法
• 2.1 高温高压井井筒温度分布规律的动态变化过程
• 2.1.1 温度场计算控制方程的建立
• 2.1.2 钻完井过程中井筒及地层温度场的解析求解方法
• 2.2 钻完井过程中井筒及地层温度场的数值求解方法
• 2.2.1 控制方程的数值离散
• 2.2.2 对流换热系数的计算及对流换热系数U 的计算
• 2.2.3 井筒及地层温度场数值模拟
• 2.3 井周附加热应力场计算模式的确定
• 2.3.1 温度对地层力学性质影响的试验研究
• 2.3.2 地层热膨胀系数的测定
• 2.3.3 井壁附加温变应力场的计算模式
• 第3章 泥浆滤液在井壁的渗透运移规律及渗透压力的计算模式
• 3.1 泥浆滤液在井壁的渗透规律的测定
• 3.2 渗透压力的计算模式
• 3.3 渗透引起的附加应力场计算模式
• 3.4 渗漏速度预测模式研究
• 第4章 高温超压井地层破裂压力预测模式的建立
• 4.1 地应力及泥浆液柱压力作用下井周围岩受力状态的弹性解
• 4.2 耦合井壁温度变化地层破裂压力计算模式
• 4.3 耦合渗流影响地层破裂压力计算模式
• 4.4 高温超压地层破裂压力计算新模式的确定
• 第5章 高温超压井地层破裂压力计算在南海西部的应用
• 第6章 结论
• 参考文献
• 致谢