地層破裂壓力測定套管鞋試漏法

1、SY5430-92地層破裂壓力測定套管鞋試漏法1主題內(nèi)容與適用范圍本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了用套管鞋試漏法確定地層破裂壓力的試漏前的準(zhǔn)備工作、試漏程序、試漏數(shù)據(jù)的采集及處理方法。本標(biāo)準(zhǔn)適用于石油天然氣鉆井中地層破裂壓力的測定。2試漏前的準(zhǔn)備2.1 利用預(yù)測模式或鄰井資料估算試漏層的破裂壓力。2.2 根據(jù)2.1條估算結(jié)果及鉆井液密度，選擇合適的泵型和井口裝置。2.3 井口安裝后，采用封堵器清水試壓，閘板防噴器以下整體試壓到額定工作壓力，穩(wěn)壓時間不少于3min,允許壓降不超過0.71.0Mpa。2.4 校驗立管和環(huán)空壓力表。2.5 試漏層段應(yīng)選在套管鞋下第一個35m厚的易漏層。2.6 調(diào)整鉆井液性能，保證均勻穩(wěn)

2、定，以滿足試漏施工要求。3試漏程序3.1 鉆頭提至套管鞋以上，井內(nèi)灌滿鉆井液，關(guān)井。3.2 采用從鉆具水眼或環(huán)空兩種方式中的一種向井內(nèi)泵入鉆井液。裸眼長度在5m以內(nèi)的選用0.71L/s排量，超過5m的選用24L/s排量。3.3 3為了求取試漏層最小主地應(yīng)力和巖石抗拉強(qiáng)度數(shù)據(jù)，地層壓裂后應(yīng)進(jìn)行停泵和重張壓力測量。3.4 當(dāng)壓力達(dá)到井口承壓設(shè)備中的最小額定工作壓力或套管承受的壓力達(dá)到套管中的最小抗內(nèi)壓強(qiáng)度80%寸仍未被壓裂，應(yīng)停止試驗。4試漏數(shù)據(jù)的采集4.1 日期、時間、井號、井深、套管尺寸及下深、地層及巖性、鉆井液密度、注入泵型號、缸套直徑及沖數(shù)。4.2 每間隔2050L泵入量或每間隔1020s

3、(泵速恒定)記錄一次相應(yīng)泵壓和注入量或時間。開始時記錄點(diǎn)間隔可大些，后期應(yīng)加密記錄點(diǎn)。正循環(huán)泵入時，泵壓由立管或井口壓力表讀數(shù)千。環(huán)空泵入時由環(huán)空壓力表讀數(shù)。4.3 地層壓裂后，停泵12min,每間隔1020s記錄一次泵壓。4.4 待泵壓相對穩(wěn)定后，重新開泵12min,每間隔1020s記錄一次重張壓力。5試漏數(shù)據(jù)處理5.1 作圖a.若采集的數(shù)據(jù)是間隔時間和相應(yīng)泵壓，作成如圖1所示的試漏曲線。b.若地層壓裂前采集的數(shù)據(jù)是泵入量和相應(yīng)的泵壓，作成如圖2所示的試漏曲線。c.在試漏曲線上，L為初始偏離直線段的點(diǎn)，F(xiàn)為曲線上的最高壓力點(diǎn)，S為泵壓力穩(wěn)定點(diǎn)，R為重張壓力穩(wěn)定點(diǎn)。5.2試漏層有關(guān)參數(shù)的計數(shù)a

4、.漏失壓力Pl=PGl+0.00981pH(1)式中：R_漏失壓力，Mpa;Pgl漏失時地面表壓，MpaP-鉆井液密度，g/cm3;H試漏層¥余度，mb.破裂壓力Pf=PGf+0.00981pH(2)式中：pf試漏層破裂壓力，MpaPFl破裂時地面表壓，Mpac.破裂壓力當(dāng)量鉆井液密度101.972XpFe=(3)H式中：pe地層破裂壓力當(dāng)量鉆井液密度，g/cm3。d.最小水平主地應(yīng)力PhfPGs+0.00981pH(4)式中：Pm最小水平主地應(yīng)力，MpaPgs瞬時停泵在地面表壓，Mpae.巖石抗拉強(qiáng)度St=PG.PGR(5)式中：St試漏層巖石抗拉強(qiáng)度，Mpa;Pgr重張時地面表壓

5、，MpaSY/T5623-1997代替SY5623-93地層孔隙壓力預(yù)測檢測方法1范圍本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了石油天然氣直井鉆井中用dc指數(shù)、聲波時差預(yù)測檢測地層孔隙壓力的方法。本標(biāo)準(zhǔn)適用于有砂、泥巖層序剖面的探井和油氣田初期開發(fā)井的地層孔隙壓力預(yù)測和檢測。2符號表1給出本標(biāo)準(zhǔn)使用的符號。表1符號一覽表序號符號名稱單位1)井深m2Ds泥線深度m3Dr轉(zhuǎn)盤面至地面或海面的高度m4L計算dc指數(shù)的點(diǎn)距m5db鉆頭直徑mm6W鉆壓kN7t點(diǎn)距L的純鉆進(jìn)時間min8n轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速r/min9pn正?？紫秹毫μ荻犬?dāng)量密度g/cm310PP孔隙壓力梯度當(dāng)量密度g/cm311po上覆巖層壓力梯度當(dāng)量密度g/cm312Pd實

6、際鉆井液密度（有條件時可用)g/cm313Pfw地層水密度g/cm314pg巖石顆粒密度g/cm315pb巖石容積密度g/cm316Psw海水密度g/cm317巖石孔隙度118(j)o地表巖石孔隙度119Km-120dcdC指數(shù)1序號符號名稱單位21dcnr正常趨勢線及其延伸線上的dc指數(shù)122dcn實際的dc指數(shù)123a:半對數(shù)坐標(biāo)圖上dc指數(shù)一深度關(guān)系正常趨勢線的橫截距124b半對數(shù)坐標(biāo)圖上dc指數(shù)一深度關(guān)系正常趨勢線的斜率-1m25At巖石的聲波時差s/m26Atn正常趨勢線及其延伸線上的聲波時差s/m27Ata實際的巖石聲波時差s/m28Atfw地層水的聲波時差s/m29Atma巖石骨

7、架的聲波時差s/m30Sfw地層水的氯化鈉含量g/l31ir孔隙度-巖石骨架聲波時差關(guān)系直線的縱截距s/m32j孔隙度-巖石骨架聲波時差關(guān)系直線的斜率s/m33C校正系數(shù)134U指數(shù)13dc指數(shù)法3.1 現(xiàn)場資料采集3.1.1 檢測起始井深應(yīng)在鉆入硬化固結(jié)的泥頁巖層后就開始檢測。3.1.2 計算dc指數(shù)的點(diǎn)距每5mL點(diǎn)，進(jìn)入可能的壓力過渡帶時應(yīng)加密到每2m或1m一點(diǎn)3.1.3 資料采集要求a）按點(diǎn)距采集純鉆進(jìn)時間、井深、鉆壓、轉(zhuǎn)速、鉆井液密度諸參數(shù)值。采集的應(yīng)是均勻?qū)佣胃鲄?shù)的平均值，而不是瞬時值；b）正?？紫秹毫μ荻犬?dāng)量密度根據(jù)地層水的氯化鈉含量確定。在資料缺乏時可采用平均值1.05g/cm

8、3。3.1.4 其它資料其它資料包括：a）鉆頭尺寸類型、鉆進(jìn)時的流量及泵壓；b）井漏：應(yīng)記錄時間、井深、層位、漏失量、鉆井液密度；c）溢流：應(yīng)記錄時間、井深、層位、循環(huán)池液體增量、鉆井液密度、關(guān)井立管壓力和關(guān)井套管壓力；e）測試和試油資料：應(yīng)記錄時間、井深、層位、實測孔隙壓力；f）油氣水浸：應(yīng)記錄時間、井深、層位、進(jìn)出口鉆井液密度和粘度。3.2 dc指數(shù)計算公式見式（1）3.28Lpnlgntdc=-（1）0.0685Wpdlgdb3.3 dc指數(shù)錄井圖孔隙壓力梯度的解釋3.3.1 正常趨勢線的確定在dc指數(shù)錄井圖上應(yīng)及時地確定合理的正常趨勢線。3.3.1.1 確定原則a）用于確定正常趨勢線的

9、正?？紫秹毫螒?yīng)該大于300m;b）應(yīng)由巖dc指數(shù)點(diǎn)來確定正常趨勢線；c）糾斜吊打、取心鉆進(jìn)、鉆頭磨合及磨損后期、井底不清潔等非正常鉆進(jìn)的dc指數(shù)點(diǎn)不參加正常趨勢線定位。3.3.1.2 正常趨勢線方程見式（2）dcn=ax10bD（2）其中系數(shù)a和b按如下方法確定：a）由井的正常孔隙壓力井段所取得資料按公式（2）回歸確定a、b值。建立該井的正常趨勢線；b）鉆井較多的地區(qū)，在有充足資料時，采用公式（2）回歸確定一系列的a、b值，取其平均值作為地區(qū)性正常趨勢線的橫截距和斜率。用地區(qū)性正常趨勢線方程計算得到的孔隙壓力與實測壓力相比，相對誤差在5蛆內(nèi)，方程才能應(yīng)用；c）新區(qū)探井除采用正常孔隙壓力井段

10、得資料回歸確定a、b值以外，也可采用推薦的b值5.5329x10-5m并求得相應(yīng)的a值。3.3.2 預(yù)測或檢測孔隙壓力梯度當(dāng)量密度的計算3.3.2.1 計算公式見式（3）d_cn八0、Pp=Cpn（3）dca校正系數(shù)C由實測壓力代入求得。當(dāng)采用其他公式時，應(yīng)在dc指數(shù)錄井圖上注明。3.3.2.2 計算孔隙壓力梯度當(dāng)量密度的注意事項a）應(yīng)選取dc指數(shù)曲線中連續(xù)變化的測點(diǎn)進(jìn)行計算；b）當(dāng)dc指數(shù)曲線由于鉆頭尺寸和類型改變，鉆頭水功率變化較大或鉆遇地層不整合等原因產(chǎn)生整體向左或向右偏離時，應(yīng)基于偏離前后孔隙壓力相等的原則，將正常趨勢線適當(dāng)平移（斜率不變）或改用新的正常趨勢線后，再作計算；c）非泥頁巖

11、的以及與3.3.1.1c）所指明的情況相同dc指數(shù)點(diǎn)，不參與孔隙壓力梯度的解釋和計算，可認(rèn)為其孔隙壓力梯度當(dāng)量密度值近似于相鄰泥頁巖dc指數(shù)點(diǎn)的孔隙壓力梯度當(dāng)量密度。3.4 dc指數(shù)錄井圖記錄紙的有關(guān)規(guī)定3.4.1 橫坐標(biāo)dc指數(shù)用對數(shù)尺度，從1到2相當(dāng)于紙上40mm3.4.2 縱坐標(biāo)井深用算術(shù)尺度。每大格長度為25mm并等分成10小格。3.5 dc指數(shù)錄井圖繪制要求3.5.1 繪制內(nèi)容繪制內(nèi)容包括井深、鉆井簡況、鉆速、dc指數(shù)、鉆壓、泵壓、孔隙壓力梯度當(dāng)量密度（記錄紙中簡稱孔隙壓力梯度）、鉆井液密度、巖性剖面。3.5.2 繪制符號規(guī)定3.5.2.1 起下鉆位置、鉆頭尺寸和類型一，“尺寸和類型

12、”-在“鉆井簡況”欄中對應(yīng)井深處以1表示，例如“215P2'。當(dāng)僅是鉆頭類型變化時，除相同尺寸的第一只鉆頭外，其余鉆頭可簡化表示為“類型”，例如“P2”。3.5.2.2 測試、試.或關(guān)井求得的隙壓力梯度當(dāng)量密度“測試（試油或關(guān)井）”在“鉆井簡況”欄中對應(yīng)井深處以一孔隙壓力梯度當(dāng)量密度（數(shù)值）表示，例如“測試”。1.003.5.2.3 氣侵、溢流、井塌等情況在“鉆井簡況”欄中對應(yīng)井深處用文字表示，例如“溢流”。3.5.2.4 巖性剖面按地質(zhì)錄井有關(guān)規(guī)定畫出。3.5.2.5 孔隙壓力梯度當(dāng)量密度和鉆井液密度在相應(yīng)欄內(nèi)分別以虛線和實線表示。如數(shù)值超過橫坐標(biāo)范圍，可在圖上用數(shù)值表不。3.5.2

13、.6 地質(zhì)分層將層位注在“井深”欄內(nèi)，例如東營組表示為“東營”。3.5.3 繪圖比例井深可選1大格表示100m（每5m一點(diǎn)），1大格表示40m（每2m一點(diǎn)）。1大格表示20m（每1m一點(diǎn)）中的任一比例。3.5.4 繪圖示例（見圖1）4聲波時差法4.1 資料采集4.1.1 聲波時差資料來源預(yù)測檢測孔隙壓力用聲波時差資料主要來源于：a）由地震資料提取的地層層速度，其倒數(shù)即聲波時差；b）聲波測井曲線；c）VSPW井曲線。4.1.2聲波時差資料要求4.1.2.1 地震資料提取的地層層速度，應(yīng)在速度資料分辨能力范圍內(nèi)將層段劃小。4.1.2.2 聲波測井資料應(yīng)選?。篴）有比較平直的、低自然電位的、均勻低電

14、阻率的和高自然伽馬值的泥頁巖層段；b）厚度大于2m的泥頁巖層段；c）非縮徑的或井徑擴(kuò)大不超過6cm泥頁巖層段。4.1.3其他資料其他資料包括：a）密度測井、感應(yīng)測井和伽馬測井的組合測井曲線;b）地層水氯化鈉含量的資料；液密度;c）實測孔隙壓力梯度的測試資料和鉆井d）海洋鉆井時泥線深度和轉(zhuǎn)盤面海拔高度注：本圖為示意圖，未標(biāo)實物比例尺圖1dc指數(shù)錄井圖4.2正常趨勢線的確定4.2.1 正常趨勢線方程見式（4）Atn=i+（Atfw+j-i）0oeKDj02oe-2KD（4）4.2.2 正常趨勢線有關(guān)系數(shù)的確定4.2.2.1 0o和K的計算步驟如下：a）由密度測井?dāng)?shù)據(jù)回歸巖石容積密度pb和井深D的關(guān)

15、系曲線；b）根據(jù)Pb-D曲線上各深度的巖石容積密度，按公式（5）計算相應(yīng)深度的巖石孔隙度，即0g-0b。=（5）Pg-Pfw計算時，pg可用平均值2.60g/cm3,p麗可用平均值1.05g/cm3;c）由巖石孔隙度數(shù)據(jù)，用公式（6）回歸巖石孔隙度。和井深D的關(guān)系曲線，即：（|）=（|）oeKD（6）從式中求得do和Ko4.2.2.2Atfw可根據(jù)地層水的氯化鈉含有量Sw計算見式(7)和式(8):a) Sfw<107.1g/l時，即，Atfw=715-0.306Sfw(7)b) 107.1g/l<SwW229.6g/l時，即Atfw=682-0.509(Sfw-107.1)(8)4

16、.2.2.3i和j的計算步驟如下：a）根據(jù)各深度的巖石聲波時差A(yù)t、孔隙度。和地層水聲波時差A(yù)t.,按公式(9)計算相應(yīng)深度的巖石骨架的聲波時差：即At-(|)AtfwAtm=(9)1 jb)由計算出的巖石骨架聲波時差A(yù)tma,用公式(10)回歸巖石骨架聲波時差A(yù)tma和孔隙度0的關(guān)系直線，即tm=i+j©(10)從中求得i和j。4.3 上覆巖層壓力梯度計算見式(11)P戶/0pswbD+/Ds-Drpg(1-(|)+pfw(|)dD(11)對于陸上鉆井，DsDr=0。4.4 預(yù)測或檢測孔隙壓力梯度當(dāng)量密度的計算預(yù)測或檢測的孔隙壓力梯度當(dāng)量密度可選用式(12)或式(13)計算PP=P

17、n(12)一，、tnb)伊頓式：、，Atn、upPPo(P。-Pn)()(13)tna)比值式：Ata指數(shù)U由實測壓力代入求得，無實測壓力時可取U3.0O4.5 繪制孔隙壓力梯度預(yù)測檢測圖4.5.1 橫坐標(biāo)當(dāng)量密度用算術(shù)尺度，從1.0g/cm3到2.5g/cm3相當(dāng)于紙上37.5mm,等分為15小格。4.5.2 縱坐標(biāo)井深用算術(shù)尺度，每500m相當(dāng)于紙上25mm為1大格，等分為10小格。4.5.3 繪制內(nèi)容繪制內(nèi)容包括：孔隙壓力梯度當(dāng)量密度、鉆井液密度、實測孔隙壓力梯度當(dāng)量密度和巖性剖面。4.5,4,1孔隙壓力梯度當(dāng)量密度用虛線表示4.5.4.2 鉆井液密度用實線表示。4.5.4.3 實測孔隙壓力梯