大北克深地区复杂岩性地层井眼稳定性的测井评价

论文摘要

Tarim盆地大北克深地区地质构造高陡、地应力较强、地层岩性复杂、储层致密物性差。另外,探井超深高温、地层压力高,存在多个压力体系,在钻井过程中井眼稳定性较差,表现为井壁垮塌与井漏现象严重。对研究工区的井眼稳定性分析是确保科学钻井的必要前提。这些因井眼不稳定产生的问题,严重影响钻井的速度、质量及成本,对一些新探区则可能因井眼不稳定而无法达目的层,严重地影响勘探的进度和综合经济效益。测井资料具有连续性好、分辨率高、经济可靠等优点,在钻井工程中的应用日显突出,本文充分利用测井资料针对研究工区的井眼稳定情况开展了以下六个方面的研究工作：（1）根据大北克深地区E-K系的地层特征及岩心资料建立孔、渗、饱等参数的测井计算模型,实现了其地层岩性、物性和含油气性的精细解释；（2）从阵列声波测井资料中准确提取纵横波时差、快慢横波慢度及方位等基础数据,开展岩石力学参数和地应力各向异性的测井精细解释。根据岩石力学实验数据,实现泊松比和杨氏模量的动静态转化,并建立工区E-K系地层岩石力学参数剖面；（3）优选适合工区的地应力和地层三压力测井计算模型,准确计算地层压力、水平地应力、坍塌压力和破裂压力的大小,并建立剖面分析其纵向分布特征；（4）结合岩石力学、地应力和地层三压力的剖面特征,根据摩尔-库仑强度破坏准则,从力学稳定性出发,分析工区碎屑岩地层井壁垮塌和井漏的机理,并运用测井资料分析了工区易漏易塌层的特点；（5）根据测井分析的地层三压力的纵向分布变化特点,并结合实钻资料,给出了研究工区不同层段的安全泥浆密度窗口；（6）根据优选出的方法模型,基于FORWARD. NET平台,采用Fortran语言编制了一套适用于Tarim油田大北克深复杂岩性地层的井眼稳定性测井评价软件。通过上述方法的研究,形成了一套适合于该区E-K系地层井眼稳定性测井评价的方法和技术,可较为准确地建立工区地层三压力剖面和安全钻进泥浆密度窗口剖面,从工区多口井资料的处理结果来看,效果良好,符合实际情况,对工区钻井工程的设计与施工具有重要指导作用。

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摘要

Abstract

第1章绪论

1.1 研究目的及意义

1.2 国内外井眼稳定性研究现状

1.3 本文研究内容、技术路线及创新点

1.3.1 主要研究内容

1.3.2 技术路线及创新点

第2章工区复杂岩性及储层物性的测井解释

2.1 工区地质概况

2.1.1 构造特征

2.1.2 地层概况

2.1.3 储层特征

2.2 工区E-K系地层复杂岩性的测井解释

2.2.1 基于复杂岩性分析法的地层岩性解释

2.2.2 工区储层物性参数计算模型

2.2.3 实例分析

第3章岩石力学参数的测井精细解释与特征分析

3.1 基于阵列声波测井数据的横波时差提取

3.1.1 基于STC法的纵横波时差提取

3.1.2 纵横波时差提取结果

s曲线的构造'>3.2 无阵列声波资料井的Δt_s曲线的构造

3.3 岩石力学参数的测井精细解释

3.3.1 工区岩石固有强度和有效应力系数计算

3.3.2 工区动静态岩石力学参数转换

3.4 工区岩石力学剖面的建立与分析

第4章工区地应力及地层压力的测井计算方法研究

4.1 地层压力的测井预测方法研究

4.1.1 基于改进的伊顿法计算地层孔隙压力

4.1.2 基于层速度-有效应力关系的地层压力计算

4.2 地应力的测井计算方法研究

4.2.1 垂向地应力的计算方法

4.2.2 水平应力的计算方法

4.3 基于阵列声波测井的地应力各向异性计算

4.3.1 快慢横波波形的提取处理方法

4.3.2 各向异性的波形反演分析法

4.3.4 地层各向异性分析处理成果

4.4 基于测井参数比值交会法识别异常高压气层

4.5 工区E-K系地应力和地层压力剖面建立

第5章工区地层井眼稳定性分析与预测研究

5.1 工区井壁失稳类型及原因分析

5.1.1 井漏类型及原因分析

5.1.2 井壁崩落类型及原因分析

5.2 井壁力学稳定性原理

5.2.1 直井井壁应力状态方程

5.2.2 井壁地层泥浆压裂漏失机理

5.2.3 井壁地层崩落坍塌机理

5.3 工区井漏及井壁崩落识别方法研究

5.3.1 井壁地层泥浆漏失的测井识别方法

5.3.2 井壁地层崩落坍塌的测井判断方法

5.3.3 实例分析

5.4 工区安全泥浆密度窗口的确定

第6章井眼稳定性分析软件的研制及应用

6.1 软件研制

6.2 软件处理流程

6.3 软件主要功能

第7章结论与建议

7.1 结论

7.2 建议

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果

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