破裂压力

摘要： 在分析岩石各向异性弹性特性的基础上,建立考虑各向异性的斜井井壁破裂压力预测模型,分析典型地应力状态下不同井眼轨迹、层理产状和各向异性对井壁破裂压力的影响规律。研究结果表明:在正断层和走滑断层应力状态下,沿最大水平地应力方向的破裂压力最低;考虑各向异性影响后,破裂压力整体上均呈下降趋势,正断层和走滑断层应力状态下破裂压力降幅为3.32%和3.00%;在逆断层应力状态下,沿最大水平地应力方向的破裂压力较高,且破裂压力整体上呈上升趋势,破裂压力增幅为3.34%;在各向异性系数相同的情况下,层理产状对破裂压力影响较为显著,其中在正断层应力状态下,低角度层理将导致破裂压力降低,而在走滑断层和逆断层应力状态下,低角度层理都将导致破裂压力增加。与正断层和走滑断层应力状态相比在逆断层应力状态下层理产状对破裂压力的影响更大,破裂压力降幅可达13.15%。

摘要： 昆北油田切12区块E_(3)^(1)层为典型的砂砾岩储层,压裂提产程度较低,严重影响了油田的开发效果。通过岩心实验和理论计算分析了切12区块E_(3)^(1)层砂砾岩储层脆性特征和天然裂缝开启压力,应用数值模拟优化了排量和液量等关键施工参数。结果表明:切12区块E_(3)^(1)层厚度大,基质孔发育,储层脆性强,地层破裂压力大于天然裂缝开启压力;对于25~40 m厚度储层压裂施工时裂缝转向临界排量为9~16 m^(3)/min、单段液量下限为7 000 m^(3)、砂量为100~120 m^(3),现场微地震监测显示E_(3)^(1)储层压裂形成较大范围较多条的复杂人工裂缝网络,储层渗流能力得到大幅度提升。研究结果为昆北油田砂砾岩储层高效改造提供了依据。

摘要： 自然产能特别低的油气藏,渗透率往往也极低,采用直井很难实现经济有效开采,通常采用水平井加多级压裂的方式进行开采。水平井增大了油气井与储层的接触面积,多级压裂增大了储层的改造体积,进而提高了油气井的产能。多级压裂可以是分段单缝压裂,也可以是体积缝网压裂(即体积压裂)。体积缝网压裂在地层中产生纵横交错的裂缝网络,对地层的改造程度远高于分段单缝压裂。为了提高压裂效果,文中研究了产生分段单缝压裂和体积缝网压裂的地质条件和施工条件。研究认为:只有物性极差的微观非均质地层才会实现体积缝网压裂,均质地层和宏观非均质地层只会实现分段单缝压裂,只有当井底压力同时高于主裂缝和分支裂缝的破裂压力时,才会实现体积缝网压裂;为了实现体积缝网压裂,需要提高压裂泵组的功率,采用低黏压裂液和大排量泵入技术;微观非均质地层压出的裂缝都是蜿蜒曲折的,而均质地层和宏观非均质地层压出的裂缝大多是直裂缝。

摘要： 为揭示压驱增注机理,加深对压驱裂缝的产生和拓展机制的认识,通过压驱物理模拟实验,研究了压驱破裂压力的影响因素。实验结果表明:注入排量越大,岩样破裂压力越大;随着岩石渗透率的增加,破裂压力呈指数降低;随着围压的增加,破裂压力呈线性增加。基于微米CT扫描,在微米尺度上分析压驱裂缝展布特征。结果表明,压驱过程中形成沿径向扩展的垂直裂缝,压驱裂缝呈平面状展布特征。在微米尺度上,裂缝扩展路径沿颗粒边界蜿蜒前进。结合压驱物理模拟实验和微米CT扫描,引入孔隙度、孔隙直径和裂缝开度为孔隙结构参数,建立了适用于低渗透油藏压驱物理模拟与微米尺度上裂缝的定量表征方法,该方法能够准确表征压驱破裂压力及微米尺度上压驱裂缝的宽度及形态特征。

摘要： 随着非常规油气开发需求的增加,水力压裂技术作为油气增产的关键技术受到广泛关注。根据现场压裂结果显示,压裂液黏度作为易于调整的工程参数会对储层改造效率造成重大影响。为了探究压裂液黏度对水力压裂效率的影响,系统开展了不同压裂液黏度作用下砂岩室内水力压裂试验,揭示了压裂液黏度对水力压裂破裂压力、破坏形态的影响及内在机理。试验结果表明:低黏度压裂液将产生两翼平直窄裂缝,高黏度压裂液将形成单翼宽裂缝或分支裂缝。随着压裂液黏度升高,水力压裂过程中由于滤失产生的孔隙压力减小,破裂压力升高。通过试验结果得到了考虑压裂液黏度的计算式,对水力压裂参数设计具有指导意义。

摘要： 常规的聚能射孔一般采用螺旋布孔方式,压裂时,部分孔道产生转向缝,甚至在孔道以外的方向产生多条裂缝,一定程度上影响压裂效果。对水平井压裂施工中常用的89型射孔器的射孔弹与枪身不同夹角对穿深影响规律进行分析,排列了定面射孔布弹方式,结合地应力及射孔参数等影响因素,设计出结构合理的汇聚定面射孔器,经地面检测和现场试验,分析井下工艺适应性,形成汇聚定面射孔技术。该技术射孔后能够在择优裂缝面上形成多个稳定的射孔孔眼排布,压裂时能够产生更为有效的、单一的平整光滑裂缝;现场试验数据表明,与常规射孔相比,注入井平均注入强度提高14.75%,平均降低施工破裂压力6.4%,对提升压裂施工效果起到了较好作用。该技术为油田难采储量动用提供了一种新的技术手段。

摘要： 为了准确预测井筒变形下岩石破裂压力和研究水力射孔参数对其的影响,基于保角变换方法和断裂力学理论,推导了射孔孔眼尖端应力强度因子,建立了射孔椭圆井筒岩石破裂压力计算模型。通过理论计算与实验结果对比,验证了模型的可靠性,并基于该模型分析了井筒变形程度、射孔参数对岩石破裂压力的影响。结果表明:非变形井筒状态下所预测的破裂压力偏高,随着井筒变形程度的增加,岩石破裂压力降低;射孔方位角控制在20°以内,有利于裂缝起裂和减小近井裂缝弯曲度;随着射孔深度的增加,裂缝起裂角增加,岩石破裂压力降低且幅度逐渐减小。综合考虑降低破裂压力和避免近井裂缝弯曲率过大这两方面因素,推荐最优射孔深度为井筒尺寸的1.5~2.0倍。该模型为射孔椭圆井筒岩石破裂压力计算提供了新的手段。

摘要： 为探索低渗煤层的瓦斯抽采增产关键技术,提高瓦斯抽采效率,缩短抽采达标时间,针对南桐煤矿瓦斯治理中的难题,开展了煤矿井下水力压裂增透抽采瓦斯技术研究.研究结果表明:水力压裂可在煤层中形成一组沿最大主应力方向延伸、最小主应力方向张开的径向张性裂缝,明显提高煤层的透气性;南桐煤矿K2煤层最大破裂压力为32.0MPa,选择压力为38.0MPa的设备工况进行压裂,单孔平均压入水量400m3左右;-325m7511工作面压裂后钻孔平均每米抽采贡献量是传统工艺的49倍,减少了预抽钻孔工程量,降低了成本,提高了瓦斯抽采效果.

摘要： 依据热力(thermo-mechano,TM)耦合影响下坍塌和破裂压力计算模型,探讨8000 m科钻深井处结晶岩井壁失稳规律.在温度为260°C、应力为200 MPa时,采用Mohr-Coulomb破坏准则和最大拉应力理论,通过力学推导和MATLAB编程运算求解坍塌、破裂压力演化模型;揭示TM耦合下井壁失稳的力学响应规律,得出钻井液安全密度窗口,以便为井眼轨迹设计和钻井液优选提供指导.研究结果表明:当井眼轨迹沿最大或最小水平地应力方向钻井时,井壁在最小水平地应力方向最易坍塌,在最大水平地应力方向最易破裂;坍塌、破裂压力在一定深度的井壁上呈周期性规律分布,最易破坏点随着井斜角、方位角的变化而变化;热效应对井壁破裂压力的影响明显,钻井液循环改变了安全密度窗口大小;钻井液安全密度窗口可为井眼轨迹设计和钻井液优选提供指导.

摘要： 针对分簇射孔压裂水平井,研究清楚多个裂缝的起裂过程,有利于优化簇间距离;采用何种工艺措施能够降低施工压力,促进多簇射孔孔眼开启,也是水平井压裂需要解决的关键问题.本文采用理论与实例分析相结合的方法,剖析了某口水平井第一段裂缝起裂过程.分析表明:早期注液阶段,第一个射孔眼优先破裂开启后,第二个开启的射孔孔眼位于不受应力干扰的另一簇射孔上;酸蚀作用以后,破裂压力大幅度降低,使得多个射孔孔眼相继破裂;支撑剂段塞的加入有利于提高施工排量、降低施工压力.本文的研究结果有助于理解不同簇射孔的开启过程;同时提出了合理的降低施工压力的措施,对于顺利施工有指导意义.

摘要： 钻井液漏失会造成钻井周期延长、钻井成本增加,甚至诱发井塌、井喷等重大事故,是钻完井过程中的常见问题.钻井过程中地层破裂压力的准确求取对防止井漏有重要意义,目前破裂压力计算模型中以考虑地应力在井眼周围的应力重分布及地层抗拉强度大小的弹性力学模型最为常用.以该模型为基础,考虑钻井液封堵性能差异导致井眼周围地层中孔隙压力分布发生变化,建立了考虑钻井液封堵作用的破裂压力计算方法,并对某地层中不同钻井液封堵系数下直井破裂压力进行了计算.结果表明,钻井液封堵能力对破裂压力影响较大,优化钻井液封堵性能能够大幅降低发生压裂地层漏失的风险.

摘要： 射孔压裂作为页岩气藏开发重要的技术手段已经得到了国内外学者专家广泛的共识,水平井多簇射孔优化设计对于后续压裂施工效果具有直接指导意义.特别在目前低油价下,如何高效开发页岩气就显得更加紧迫.水平井多簇射孔可以有效的增加页岩网络裂缝形成的概率,但簇间距过短,则会大幅度增加储层破裂压力,优化簇间距对于页岩气高效开发具有重要的现实意义.基于岩石力学理论,考虑页岩不同的破裂模式,建立了页岩气藏水平井破裂压力计算模型,同时研究了由于应力干扰所产生的裂缝转向机理及区域,优化了水平井分段压裂的射孔簇间距.该优化方法能用于指导油藏工程师在制定页岩气开发方案时科学合理的设计射孔簇间距,不仅能更高效的促进后续压裂产生网络裂缝的形成,同时能避免储层破裂压力的增加.

摘要： 定向井破裂压力求取可为钻井工程及压裂改造提供重要的设计依据,可有效避免井漏、井塌、井喷,确保井壁稳定,对于防止钻井事故及确保压裂成功具有重要的意义.依据破裂压力的计算方法及椭圆理论,建立了定向井不同井斜、不同方位的破裂压力计算模型.同时应用模拟正交偶极应力差的计算技术求取水平最大主应力;实现了无实测横波资料时利用常规测井资料准确求取横波的计算方法,并将该技术辅助以软件实施.依据定向井破裂压力的计算模型对不同岩性、井型进行了试算,其结果与现场实测的破裂压力吻合较好.

摘要： 致密储层裂缝在油藏注水开发中具有明显的双重作用:一方面通过天然裂缝的开启或地层压裂，可以提高注水井吸水能力或储层渗流能力，弥补储层渗透率先天不足;另一方面当注水压力过高时，反而容易形成水窜，使采油井过早见水和水淹，形成死油区。所以，在低渗透油层开发过程中，储层破裂压力、裂缝开启压力的定量化研究是制定油藏压裂或合理开发方案过程中必须考虑的重要的基础地质问题之一。本文以华庆探区延长组为例，介绍了裂缝开启压力和储层破裂压力的估测公式，并提出储层合理注水压力应控制在54.OMpa以下，因为在这一压力之下能使与现今最大主应力方向夹角小于40°的天然裂缝重新开启，可以提高石油高采收率。

摘要： 世界油气储量迅速递减,陆上未勘探的领域越来越少,而占地球面积70％以上的海洋,估计油气储量相当可观,海洋钻井逐年增多.但由于技术水平及装备的限制,深水区域的勘探成功率仍处于非常低的水准.在海洋深水钻井过程中遇到了一系列问题,其中一个关键问题的就是孔隙压力和破裂压力的窄窗口问题.在未成熟、快速沉积的大部分盆地地区,孔隙压力很高而破裂压力却很低.这导致了受装备和技术限制,多层技术套管的使用,复杂力学问题的产生,海洋钻井受水深所限,无法钻探超深水地区.为解决这些难题,石油工业提出了双梯度钻井技术的概念,并研制了海底钻井液举升系统(SMD),文中介绍深水海洋钻井所遇到的困难,高压由壬技术的概念,原理与理论分析、优点、不足.

摘要： 高温高压油气钻井过程中,气侵、溢流和大规模漏失等复杂情况时有发生,严重威胁钻井效率,矛盾的核心仍在于较高的地层压力与较低的破裂压力.本研究中,针对不同异常高压成压机制,优选地层压力预测模型,建立孔隙压力剖面;针对高温地层钻井液循环对井壁温度的影响,建立循环过程中井壁温度剖面的计算模型,通过有限差分方法实现了数值离散及快速收敛,在获取温度剖面的基础上,将温度因素耦合到常规地质力学分析模型之中,建立考虑温度的高温地层定向井破裂压力计算模型.

摘要： 采用三维弹塑性有限元法,分别讨论深井中理想套管和偏心套管的破裂强度,并与有关实验进行了对比.结果显示,本文方法能够较好地预测套管的破裂压力:破裂压力随磨损率增加近似呈线性下降.为套管柱设计提供了理论支持.

摘要： 预测地层破裂压力和压裂施工难易程度是压裂设计的一个重要参数.目前,计算地层破裂压力的方法很多,如H-W模式和黄氏模型,但由于沁水地区煤层地质条件复杂,这些方法所用的关键参数很难确定,国内尚未形成完善的预测方法.本文基于国内外较成熟的计算公式,利用大量的测井信息和压裂数据进行数据回归分析,定性、定量地预测出研究区地层破裂压力和施工难易程度.

摘要： 为了保证川西深层须家河组气藏储层改造施工的顺利进行,根据该气藏的特点,对施工过程中存在异常高破裂压力的原因进行分析,并对储层改造中采取的压前预处理措施进行了论述和应用.结果表明,燃爆诱导压裂可有效降低储层的破裂压力;对于裂缝比较发育,且泥浆污染较严重的井,酸化预处理措施可有效降低破裂压力和施工压力.

摘要： 目前确定石油工程中地应力的方法均存在各自的局限性,为了得到直接反应地应力大小和方向的信息,提出一种基于实钻资料确定地应力的新方法,不将井眼看作理想的圆筒,而是通过力学分析建立井壁围岩的变形程度与岩石物理力学性质、地应力、孔隙压力及钻井液密度的关系,在此基础上由钻井液录井和常规测井,反演出地应力及孔隙压力,并进一步计算井壁坍塌和破裂压力.研究发现,破裂压力计算值与实测值符合较好,而反演得到的孔隙压力与实用钻井液密度符合,说明该方法合理可行.若结合随钻测量,该方法可实现地应力及井壁稳定的实时预测,应用前景广阔.

摘要： 本发明提供一种随钻预测钻头底下地层坍塌压力和破裂压力的方法。包括：提取一待钻井和一与该待钻井相邻的已钻井旁若干道地震记录，作加权处理获得该待钻井和已钻井的地震记录；对已钻井进行声波时差和密度测井，获得该已钻井的不同层段地层的测井数据；利用该测井数据和地震记录，建立利用地震记录预测地层声波速度、波阻抗的分层模型；预测该待钻井钻头底下地层的测井曲线；结合并壁稳定力学测井解释模型预测该待钻井钻头底下地层的坍塌压力和破裂压力。本发明通过找出同一井眼中不同层系地层的已钻井段测井结果与地震记录的关联，并根据地质分层随钻预测坍塌压力和破裂压力，这样，有效阻止井壁坍塌、防止井下复杂情况的发生。

摘要： 一种利用地震层速度钻前预测坍塌压力与破裂压力的方法包括下列步骤：1)将待钻井与多个相邻已钻井的地震层速度进行数据相关分析，并确定相关系数大于0.75的已钻井为待钻进具有相似构造的已钻井；2)利用声波时差、自然伽玛、密度等测井数据序列，对已钻井全井段进行分层，求出每一层用于表征一定厚度且岩性相似地层的平均声波速度、自然伽玛和地层密度；3)利用每一层的平均声波速度、自然伽玛和地层密度来确定已钻井的坍塌压力与破裂压力；4)根据已钻井的坍塌压力与破裂压力和测井分层速度建立测井模型；5)建立已钻井的层速度钻前预测模型；6)将待钻井的地震层速度代入5)步骤中的模型，获得待钻井的坍塌压力与破裂压力。

摘要： 一种利用地震记录预测井眼待钻井段坍塌压力和破裂压力的方法，包括：针对新构造待钻井眼，提取该井及相邻若干道井道地震记录，作加权处理获得该井的地震记录；对井道进行部分钻井，获得二开井段，并进行声波时差、自然伽玛、井径和中子密度测井，获得相应的测井数据；建立二开井段的地震记录与测井数据间的关系，即利用地震记录构建所述二开井段的测井曲线模型；利用待钻井段的地震记录预测待钻井段的测井数据，构建待钻井段的声波测井和密度测井曲线；利用地层破裂试验数据确定测试点地应力；利用待钻井段的声波测井和密度测井曲线，预测待钻井将钻遇地层的弹性参数和强度；计算待钻井将钻遇地层的地应力；预测待钻井段的坍塌压力和破裂压力。

摘要： 本发明提供一种各向异性破裂压力的预测方法和防止地层破裂的方法。各向异性破裂压力的预测方法，包括：基于黄荣樽模型，根据描述岩石各向异性的弹性刚度矩阵，建立目标储层的各向异性破裂压力预测模型；根据目标储层的密度随深度的变化情况，确定目标储层的上覆地层压力；基于Eaton方法，确定目标储层的有效应力，并根据上覆地层压力和有效应力确定目标储层的孔隙压力；确定目标储层的单轴抗压强度，并根据单轴抗压强度确定目标储层的抗拉强度；基于各向异性破裂压力预测模型，根据描述岩石各向异性的弹性刚度矩阵、上覆地层压力、孔隙压力和抗拉强度，确定目标储层的各向异性破裂压力。本实施例能够准确预测考虑各向异性的目的层破裂压力。

摘要： 本发明公开了一种降低干热岩压裂破裂压力和延伸压力的方法和应用。该方法包括以下步骤：(A)设置从地面至干热岩的井筒，并将冷流体注满所述井筒；(B)采用变排量脉冲法继续注入冷流体；(C)停泵并焖井；(D)重复步骤(B)和步骤(C)的操作。采用该方法能够有效降低干热岩压裂破裂压力和延伸压力，在优选的情况下，可以降低破裂压力20％以上，降低裂缝延伸压力10％以上。

摘要： 本发明提供一种随钻预测钻头底下地层坍塌压力和破裂压力的方法。包括：提取一待钻井和一与该待钻井相邻的已钻井旁若干道地震记录，作加权处理获得该待钻井和已钻井的地震记录；对已钻井进行声波时差和密度测井，获得该已钻井的不同层段地层的测井数据；利用该测井数据和地震记录，建立利用地震记录预测地层声波速度、波阻抗的分层模型；预测该待钻井钻头底下地层的测井曲线；结合井壁稳定力学测井解释模型预测该待钻井钻头底下地层的坍塌压力和破裂压力。本发明通过找出同一井眼中不同层系地层的已钻井段测井结果与地震记录的关联，并根据地质分层随钻预测坍塌压力和破裂压力，这样，有效阻止井壁坍塌、防止井下复杂情况的发生。

摘要： 一种利用地震层速度钻前预测坍塌压力与破裂压力的方法包括下列步骤：1)将待钻井与多个相邻已钻井的地震层速度进行数据相关分析，并确定相关系数大于0.75的已钻井为待钻进具有相似构造的已钻井；2)利用声波时差、自然伽玛、密度等测井数据序列，对已钻井全井段进行分层，求出每一层用于表征一定厚度且岩性相似地层的平均声波速度、自然伽玛和地层密度；3)利用每一层的平均声波速度、自然伽玛和地层密度来确定已钻井的坍塌压力与破裂压力；4)根据已钻井的坍塌压力与破裂压力和测井分层速度建立测井模型；5)建立已钻井的层速度钻前预测模型；6)将待钻井的地震层速度代入5)步骤中的模型，获得待钻井的坍塌压力与破裂压力。

摘要： 一种利用地震记录预测待钻井段坍塌压力和破裂压力的方法，包括：针对新构造待钻井眼，提取该井及相邻若干道地震记录，作加权处理获得该井的地震记录；对二开井段进行钻井，并进行声波时差、自然伽玛、井径和中子密度测井，获得相应的测井数据；建立二开井段的地震记录与测井数据间的关系，即利用地震记录构建所述二开井段的测井曲线模型；利用待钻井段的地震记录预测待钻井段的测井数据，构建待钻井段的声波测井和密度测井曲线；利用地层破裂试验数据确定测试点地应力；利用待钻井段的声波测井和密度测井曲线，预测待钻井将钻遇地层的弹性参数和强度；计算待钻井将钻遇地层的地应力；预测待钻井段的坍塌压力和破裂压力。

摘要： 本发明公开了一种用于计算裸眼水平井压裂裂缝破裂压力的方法，包括：基于岩石弹性力学理论，确定影响裸眼水平井压裂裂缝形成的初始影响因素，构建在初始影响因素的作用下的井周综合地应力场数学模型，数学模型用来表征裸眼水平井压裂裂缝起裂后井周不同位置点处的应力状态，其中，初始影响因素包括：封隔器引起的诱导应力、天然裂缝引起的诱导应力和先起裂裂缝引起的诱导应力；获取井周综合地应力场中任一测试点所受到的井壁最大拉应力，结合岩石张性破裂准则，采用迭代法，求解所述井周综合地应力场数学模型，得到当前测试点的破裂压力。本发明计算方便，得到的破裂压力更加接近实际破裂压力，能够为水力压裂等提供重要的技术支撑。

摘要： 本发明公开了一种煤层水平井水平段井壁破裂压力计算模型及获取方法，所述的煤层水平井水平段井壁破裂压力Pf，MPa：式中：σv为煤层水平井水平段井壁垂向主应力，MPa；σh为煤层水平井水平段井壁最小水平主应力，MPa；σH为煤层水平井水平段井壁最大水平主应力，MPa；α煤系为煤层水平井水平段井壁地层有效应力系数，无量纲；Pp为煤层水平井水平段井壁地层压力，MPa；St为煤层水平井水平段井壁岩石抗张强度，MPa；本发明对煤层水平井井壁受力进行剖析，有效的提高了煤层气煤层水平井水平段井壁破裂压力预测的精确度，为后续煤层气水平井钻井施工和压裂施工提供理论支撑。