地層破裂漏失壓力試驗(yàn)

地層破裂漏失壓力試驗(yàn)第一頁(yè)，共三十一頁(yè)，編輯于2023年，星期五一、地層破裂（漏失）壓力概念二、確定地層破裂壓力的方法三、地層試漏曲線分析四、地層破裂（漏失）壓力計(jì)算五、地層破裂（漏失）壓力試驗(yàn)主要內(nèi)容第二頁(yè)，共三十一頁(yè)，編輯于2023年，星期五教學(xué)目標(biāo)

一、了解地層破裂（漏失）壓力概念，會(huì)分析地層試漏曲線。二、掌握地層破裂（漏失）壓力試驗(yàn)方法及步驟及曲線繪制。三、掌握地層破裂（漏失）壓力及允許關(guān)井套壓計(jì)算方法。第三頁(yè)，共三十一頁(yè)，編輯于2023年，星期五

地層破裂壓力是指某一深度地層發(fā)生破碎和裂縫時(shí)所能承受的壓力。當(dāng)達(dá)到地層破裂壓力時(shí)，地層原有的裂縫擴(kuò)大延伸或無(wú)裂縫的地層產(chǎn)生裂縫。一、地層破裂壓力第四頁(yè)，共三十一頁(yè)，編輯于2023年，星期五

一般情況(遵循壓實(shí)規(guī)律)下，地層破裂壓力隨著井深的增加而增大。在鉆井時(shí)，鉆井液柱壓力的下限要保持與地層壓力相平衡，實(shí)現(xiàn)壓力控制。而其上限則不能超過(guò)地層的破裂壓力，以避免壓裂地層造成井漏。一、地層破裂壓力第五頁(yè)，共三十一頁(yè)，編輯于2023年，星期五

地層漏失壓力是指某一深度的地層產(chǎn)生鉆井液漏失時(shí)的壓力。對(duì)于正常壓力的高滲透性砂巖、裂縫性地層以及斷層破碎帶處，往往地層漏失壓力比破裂壓力小得多，而且對(duì)鉆井安全作業(yè)危害很大。一、地層漏失壓力第六頁(yè)，共三十一頁(yè)，編輯于2023年，星期五

習(xí)慣上以地層漏失壓力作為確定井控作業(yè)的關(guān)井壓力依據(jù)。這樣更加趨于安全。一、地層漏失壓力第七頁(yè)，共三十一頁(yè)，編輯于2023年，星期五1、預(yù)測(cè)法——應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)公式預(yù)測(cè)地層破裂壓力，作為鉆井設(shè)計(jì)的依據(jù)。2、驗(yàn)證法——在下套管固井后，必須進(jìn)行試漏試驗(yàn)，以驗(yàn)證預(yù)測(cè)的破裂壓力。二、確定地層破裂（漏失）壓力的方法第八頁(yè)，共三十一頁(yè)，編輯于2023年，星期五疏松地表層低壓漏失層油氣層二、確定地層破裂（漏失）壓力的方法

在做地層破裂壓力試驗(yàn)時(shí)，在套管鞋以上鉆井液的靜液壓力和地面回壓的共同作用下，使地層發(fā)生破裂而漏失第九頁(yè)，共三十一頁(yè)，編輯于2023年，星期五三、典型試漏曲線分析第十頁(yè)，共三十一頁(yè)，編輯于2023年，星期五1、漏失壓力（PL）從圖中可以看到：一開(kāi)始，立壓變化幾乎與注入量成一直線關(guān)系，這說(shuō)明井下尚無(wú)漏失現(xiàn)象。但從L點(diǎn)發(fā)生轉(zhuǎn)折，試驗(yàn)曲線偏離直線，呈曲線變化，但壓力繼續(xù)上升。表明此時(shí)地層的骨架顆粒開(kāi)始分離，但未形成裂縫，鉆井液開(kāi)始漏失（但漏速小于注入量）。

試驗(yàn)曲線偏離直線的點(diǎn)，是地層開(kāi)始漏失的點(diǎn)，這時(shí)地層所承受的壓力稱為地層漏失壓力。三、典型試漏曲線分析第十一頁(yè)，共三十一頁(yè)，編輯于2023年，星期五2、破裂壓力（PF）從圖中可以看到：從L點(diǎn)發(fā)生轉(zhuǎn)折后，呈曲線變化，但壓力仍繼續(xù)上升，至最大峰值F點(diǎn)后下降，這時(shí)地層破裂，形成裂縫，鉆井液向裂縫中漏失（漏速大于注入量），其后壓力將下降。此時(shí)停泵，壓力趨于平穩(wěn)。試驗(yàn)曲線的最高點(diǎn)。反映了井內(nèi)壓力克服地層的強(qiáng)度使其破裂，形成裂縫，鉆井液向裂縫中漏失，其后壓力將下降。3、延伸壓力（PPRO）壓力趨于平緩的點(diǎn)。它使裂縫向遠(yuǎn)處擴(kuò)展延伸。三、典型試漏曲線分析第十二頁(yè)，共三十一頁(yè)，編輯于2023年，星期五四、地層破裂壓力試驗(yàn)試漏前的準(zhǔn)備

1、井口防噴器組安裝好后，按設(shè)計(jì)要求試壓合格。

2、檢查好立管和環(huán)空壓力表。

3、試驗(yàn)排量選擇：（SY5430—92）《套管鞋試漏法

》：裸眼長(zhǎng)度在5m以內(nèi)的選用0.7-1L/s排量，超過(guò)5m的選用2-4L/s排量。井控教科書(shū)：0.8—1.32L/s

所以要用水泥車或?qū)Ｓ迷噳涸O(shè)備。

4、

調(diào)整鉆井液性能，保證均勻穩(wěn)定（密度、粘度、切力、含砂量）

第十三頁(yè)，共三十一頁(yè)，編輯于2023年，星期五四、地層破裂壓力試驗(yàn)試漏前的準(zhǔn)備

5、試漏層段確定：（SY5430—92）《地層破裂壓力測(cè)定套管鞋試漏法

》

試漏層段應(yīng)選在套管鞋下第一個(gè)3～5m厚的易漏層。

井控教科書(shū)：當(dāng)鉆至套管鞋以下第一個(gè)砂巖層時(shí)（或出套管鞋3-5米），

Q/SYCQZ《長(zhǎng)慶區(qū)域鉆井井控實(shí)施細(xì)則》鉆出套管鞋進(jìn)入地層5m～15m，

《長(zhǎng)慶油田鉆井井控實(shí)施細(xì)則》鉆出套管鞋進(jìn)入第一個(gè)砂層3-5m時(shí)

第十四頁(yè)，共三十一頁(yè)，編輯于2023年，星期五四、地層破裂壓力試驗(yàn)地層破裂壓力試驗(yàn)程序

1、鉆頭提至套管鞋以上，井內(nèi)灌滿鉆井液，關(guān)井。

2、采用從鉆具水眼或環(huán)空兩種方式中的一種用選定小排量向井內(nèi)泵入鉆井液。

3、每間隔20～50L（選定一個(gè)固定量）泵入量或每間隔10～20s（泵速恒定、選擇一個(gè)固定時(shí)間間隔）記錄一次相應(yīng)泵壓和注入量或時(shí)間。開(kāi)始時(shí)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(shí)，泵壓由立管或井口壓力表讀數(shù)。環(huán)空泵入時(shí)由環(huán)空壓力表讀數(shù)。第十五頁(yè)，共三十一頁(yè)，編輯于2023年，星期五四、地層破裂壓力試驗(yàn)地層破裂壓力試驗(yàn)程序

4、當(dāng)泵壓開(kāi)始下降時(shí)，停泵。若不要求計(jì)算地層最小水平主地應(yīng)力及試漏層巖石抗拉強(qiáng)度時(shí)，則試驗(yàn)結(jié)束。否則繼續(xù)下部試驗(yàn)。

5、停泵1～2min，每間隔10～20s記錄一次泵壓。

6、待泵壓相對(duì)穩(wěn)定后，重新開(kāi)泵1-2min,每間隔10～20s記錄一次重張壓力。第十六頁(yè)，共三十一頁(yè)，編輯于2023年，星期五四、地層破裂壓力試驗(yàn)第十七頁(yè)，共三十一頁(yè)，編輯于2023年，星期五四、地層破裂壓力試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理

1、作圖1.1、若采集的數(shù)據(jù)是間隔時(shí)間和相應(yīng)泵壓，作成如圖1所示的試漏曲線。1.2、若地層壓裂前采集的數(shù)據(jù)是泵入量相應(yīng)的泵壓，作成如圖2所示的試漏曲線。1.3、在試漏曲線上，L為初始偏離直線段的點(diǎn)；F為曲線上的最高壓力點(diǎn)；S為停泵壓力穩(wěn)定點(diǎn)，R為重張壓力穩(wěn)定點(diǎn)。第十八頁(yè)，共三十一頁(yè)，編輯于2023年，星期五

2.1、漏失壓力

PL=PGL+0.00981ρH式中：

PL-漏失壓力，MPa；

PGL-漏失時(shí)地面表壓，MPa；

ρ-鉆井液密度，g/cm3;H-試漏層深度，m。2.2、破裂壓力

PF=PGF+0.00981ρH式中：

PF—試漏層破裂壓力，MPa；

PGF—破裂時(shí)地面表壓，MPa。四、地層破裂壓力試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理

2、有關(guān)參數(shù)的計(jì)數(shù)地層實(shí)際的漏失壓力或破裂壓力等于地層漏失或破裂時(shí)的地面表壓加上井內(nèi)鉆井液的靜液壓力。第十九頁(yè)，共三十一頁(yè)，編輯于2023年，星期五

四、地層破裂壓力試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理

2、有關(guān)參數(shù)的計(jì)數(shù)地層實(shí)際的漏失壓力或破裂壓力等于地層漏失或破裂時(shí)的地面表壓加上井內(nèi)鉆井液的靜液壓力。2.3、最小水平主地應(yīng)力 Pmin=PGS+0.00981ρH

式中

Pmin—最小水平主地應(yīng)力，MPa；

PGS—瞬時(shí)停泵地面表壓，MPa。

2.4、巖石抗拉強(qiáng)度，MPa,

St=PGF-PGR

式中：

St—試漏層巖石抗拉強(qiáng)度，MPa；

PGR—重張時(shí)地面表壓，MPa。第二十頁(yè)，共三十一頁(yè)，編輯于2023年，星期五注意事項(xiàng)

1、實(shí)驗(yàn)壓力不應(yīng)超過(guò)地面設(shè)備、套管的承壓能力。

2、在鉆進(jìn)幾天后進(jìn)行液壓實(shí)驗(yàn)時(shí)，可能由于巖屑堵塞了巖石孔隙，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)壓力很高，這是假象，應(yīng)注意。

3、液壓試驗(yàn)只適用于砂、頁(yè)巖為主的地區(qū)，對(duì)于石灰?guī)r、白云巖等地層的液壓實(shí)驗(yàn)尚待解決。四、地層破裂壓力試驗(yàn)第二十一頁(yè)，共三十一頁(yè)，編輯于2023年，星期五

五、現(xiàn)場(chǎng)地層漏失壓力試驗(yàn)試漏前的準(zhǔn)備

試漏層段確定：（SY5430—92）《地層破裂壓力測(cè)定套管鞋試漏法

》

試漏層段應(yīng)選在套管鞋下第一個(gè)3～5m厚的易漏層。

井控教科書(shū)：當(dāng)鉆至套管鞋以下第一個(gè)砂巖層時(shí)（或出套管鞋3-5米），

Q/SYCQZ《長(zhǎng)慶區(qū)域鉆井井控實(shí)施細(xì)則》鉆出套管鞋進(jìn)入地層5m～15m，

《長(zhǎng)慶油田鉆井井控實(shí)施細(xì)則》鉆出套管鞋進(jìn)入第一個(gè)砂層3-5m時(shí)

第二十二頁(yè)，共三十一頁(yè)，編輯于2023年，星期五試驗(yàn)程序

1、鉆頭提至套管鞋以上，井內(nèi)灌滿鉆井液，關(guān)井。

2、采用從鉆具水眼或環(huán)空兩種方式中的一種用選定小排量向井內(nèi)泵入鉆井液。五、現(xiàn)場(chǎng)地層漏失壓力試驗(yàn)第二十三頁(yè)，共三十一頁(yè)，編輯于2023年，星期五試驗(yàn)程序

3、每泵入80升鉆井液（或壓力上升0.7MPa）后，停泵觀察5分鐘。如果壓力保持不變，則繼續(xù)泵入，重復(fù)以上步驟，直到壓力不上升或略降為止。五、現(xiàn)場(chǎng)地層漏失壓力試驗(yàn)第二十四頁(yè)，共三十一頁(yè)，編輯于2023年，星期五五、現(xiàn)場(chǎng)地層漏失壓力試驗(yàn)第二十五頁(yè)，共三十一頁(yè)，編輯于2023年，星期五五、現(xiàn)場(chǎng)地層漏失壓力試驗(yàn)第二十六頁(yè)，共三十一頁(yè)，編輯于2023年，星期五

某井試漏時(shí)井深1206米，泵排量16.35升∕沖，鉆井液密度1.20克∕厘米3累計(jì)泵沖立壓（kPa)累計(jì)泵沖立壓（kPa)58364514986102991501501515512355150212072646015018259391停泵62773011512658830351362070104053614046751251440147927813835五、現(xiàn)場(chǎng)地層漏失壓力試驗(yàn)第二十七頁(yè)，共三十一頁(yè)，編輯于2023年，星期五102030401357911131517607565五、現(xiàn)場(chǎng)地層漏失壓力試驗(yàn)第二十八頁(yè)，共三十一頁(yè)，編輯于2023年，星期五疏松地表層低壓漏失層油氣層五、現(xiàn)場(chǎng)地層漏失壓力試驗(yàn)

因?yàn)?，在做地層破裂壓力試?yàn)時(shí)，在試漏層以上鉆井液的靜液壓力和地面回壓（套壓或立壓）的共同作用下，使地層發(fā)生破裂而漏失所以，地面套壓等于漏失壓力減去試漏層以上鉆井液液柱壓力，鉆井液密度不同，套壓也不同。第二十九頁(yè)，共三十一頁(yè)，編輯于2023年，星期五地層破裂壓力:PF=PCF+0.00981ρ試H試

=15.021+0.00981×1.2×1206=29.218MPa地層漏失壓力:PL=PCL+0.00981ρ試H試

=11.512+0.00981×1.2×1206=25.709MPa最大允許關(guān)井套壓：Pamax=PL－0.00981ρ用H試＝25.709－0.00981×1.2×1206

＝11.512MPaPamax＝PCL－0.00981（ρ用－ρ試）H試