地層破裂壓力測定套管鞋試漏法

1、SY 5430-92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 本標準規(guī)定了用套管鞋試漏法確定地層破裂壓力的試漏前的準 備工作、試漏程序、試漏數(shù)據(jù)的采集及處理方法。本標準適用于石油天然氣鉆井中地層破裂壓力的測定。2 試漏前的準備2.1 利用預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試漏層段應選在套管鞋下第一個 35m厚的易漏層。2.6 調(diào)整鉆

2、井液性能，保證均勻穩(wěn)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2 4L/s 排量。3. 3 為了求取試漏層最小主地應力和巖石抗拉強度數(shù)據(jù)，地層壓裂后應進行停泵和重張壓力測量3.4 當壓力達到井口承壓設備中的最小額定工作壓力或套管承受 的壓力達到套管中的最小抗內(nèi)壓強度80%時仍未被壓裂，應停止試驗。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205

3、0L泵入量或每間隔1020s （泵速恒定）記錄 一次相應泵壓和注入量或時間。 開始時記錄點間隔可大些， 后期應加 密記錄點。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)是泵入量和相應的泵壓， 作成如圖 2 所示的試漏曲線。在試漏曲線上， L 為初始偏離直線段的點， F 為曲線上的最高 壓力點， S

4、 為泵壓力穩(wěn)定點， R 為重張壓力穩(wěn)定點5.2試漏層有關(guān)參數(shù)的計數(shù)a.漏失壓力Pl二Pgl+0.00981 p H式中：Pl漏失壓力，Mpa；Pgl-漏失時地面表壓，Mpa;p鉆井液密度，g/cm3；H試漏層深度，m。b.破裂壓力Pf二Pgf+0.00981 p H (式中：Pf試漏層破裂壓力，Mpa;Pfl破裂時地面表壓，Mpa。(1)2)c.破裂壓力當量鉆井液密度101.972X pFP e=式中：p e地層破裂壓力當量鉆井液密度，g/cm3d.最小水平主地應力Pm = PGS+0.00981 P H式中：Pm 最小水平主地應力，Mpa;Pgs瞬時停泵在地面表壓，Mpa;e.巖石抗拉強度S

5、=Pgf-Pgr式中：St試漏層巖石抗拉強度，Mpa;Pgr重張時地面表壓，Mpa。(4)(5)SY/T5623-1997代替 SY 5623-93地層孔隙壓力預測檢測方法1范圍本標準規(guī)定了石油天然氣直井鉆井中用 de指數(shù)、聲波時差預測 檢測地層孔隙壓力的方法。本標準適用于有砂、泥巖層序剖面的探井和油氣田初期開發(fā)井的 地層孔隙壓力預測和檢測。2符號表1給出本標準使用的符號。表1符號一覽表序號符號名稱單位1D: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)的點距m5db鉆頭直徑mm6W:鉆壓kN7t點距L的純鉆進時間min8n轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速r/ min9p n正?？紫秹毫μ荻?/p>

6、當量密度g/cm310p p孔隙壓力梯度當量密度g/cm311p 0上覆巖層壓力梯度當量密度g/cm312p d實際鉆井液密度（有條件時可用當量循環(huán)密度 ）g/cm313p fw地層水密度g/cm314p g:巖石顆粒密度g/cm315p b巖石容積密度g/cm316p sw海水密度g/cm317©巖石孔隙度118© o地表巖石孔隙度119K半對數(shù)坐標圖上巖石孔隙度一深度關(guān)系直線的斜率m-120dcde指數(shù)1序號符號名稱單位21denr正常趨勢線及其延伸線上的dc指數(shù)122den實際的dc指數(shù)123a半對數(shù)坐標圖上dc指數(shù)-深度關(guān)系正常趨勢線的橫截距124b半對數(shù)坐標圖上d

7、c指數(shù)-深度關(guān)系正常趨勢線的斜率m-125 t巖石的聲波時差s/m26 tnr正常趨勢線及其延伸線上的聲波時差s/m27 ta實際的巖石聲波時差1 s/m28 tfw地層水的聲波時差1 s/m29 tma巖石骨架的聲波時差1 s/m30Sfw地層水的氯化鈉含量g/l31i孔隙度-巖石骨架聲波時差關(guān)系直線的縱截距1 s/m32j孔隙度-巖石骨架聲波時差關(guān)系直線的斜率1 s/m33C校正系數(shù)134U指數(shù)13 de指數(shù)法3.1現(xiàn)場資料采集3.1.1檢測起始井深應在鉆入硬化固結(jié)的泥頁巖層后就開始檢測。3.1.2計算de指數(shù)的點距每5m 一點，進入可能的壓力過渡帶時應加密到每 2m或1m 一點。3.1.

8、3資料采集要求a）按點距采集純鉆進時間、井深、鉆壓、轉(zhuǎn)速、鉆井液密度諸參 數(shù)值。采集的應是均勻?qū)佣胃鲄?shù)的平均值，而不是瞬時值；b）正?？紫秹毫μ荻犬斄棵芏雀鶕?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/cmP。3.1.4其它資料其它資料包括：a）鉆頭尺寸類型、鉆進時的流量及泵壓；b）井漏：應記錄時間、井深、層位、漏失量、鉆井液密度；c）溢流：應記錄時間、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：應記錄時間、井深、層位、實測孔隙壓力；f）油氣水浸：應記錄時間、井深、層位、進出口鉆井液密度和 粘度。3.2 dc指數(shù)計算公式見式（1）3

9、.28Lp nlg ntdc= （1）0.0685WP dlg db3.3dc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正?？紫秹毫螒摯笥?00m;b）應由巖dc指數(shù)點來確定正常趨勢線；c）糾斜吊打、取心鉆進、鉆頭磨合及磨損后期、井底不清潔等非 正常鉆進的dc指數(shù)點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=ax 10bD （2）其中系數(shù)a和b按如下方法確定：a）由井的正?？紫秹毫嗡〉觅Y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

10、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%以內(nèi)，方程才能應用；c）新區(qū)探井除采用正常孔隙壓力井段得資料回歸確定a、b值以外，也可采用推薦的b值5.5329X 10-5m-1,并求得相應的a值。332預測或檢測孔隙壓力梯度當量密度的計算3.321計算公式見式（3）denre、p p=7 Cp n （3）dea校正系數(shù)C由實測壓力代入求得。當采用其他公式時，應在de指數(shù)錄井圖上注明。3.3.2.2計算孔隙壓力梯度當量密度的注意事項a）應選取de指數(shù)曲線中連

11、續(xù)變化的測點進行計算；b）當de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，應基于偏離前 后孔隙壓力相等的原則，將正常趨勢線適當平移（斜率不變）或改用 新的正常趨勢線后，再作計算；e）非泥頁巖的以及與3.3.1.1c）所指明的情況相同de指數(shù)點，不 參與孔隙壓力梯度的解釋和計算，可認為其孔隙壓力梯度當量密度值 近似于相鄰泥頁巖de指數(shù)點的孔隙壓力梯度當量密度。3.4 de指數(shù)錄井圖記錄紙的有關(guān)規(guī)定3.4.1橫坐標de指數(shù)用對數(shù)尺度，從1到2相當于紙上40mm。342縱坐標井深用算術(shù)尺度。每大格長度為 25m m,并等分成10小格3.5d指

12、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“尺寸和類型”表示，例如3.5.2.1起下鉆位置、鉆頭尺寸和類型在 鉆井簡況”欄中對應井深處以215P2"。當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、試油或關(guān)井求得的孔隙壓力梯度當量密度在“鉆井簡況”欄中對應井深處以“測試（試油或關(guān)井）”孔隙壓力梯度當量密度（數(shù)值）表示例如冊3.5.2.3氣侵、溢流、井塌等情況在“鉆井簡況”欄中

13、對應井深處用文字表示，例如“溢流”3.524巖性剖面按地質(zhì)錄井有關(guān)規(guī)定畫出。3.5.2.5孔隙壓力梯度當量密度和鉆井液密度在相應欄內(nèi)分別以虛線和實線表示。如數(shù)值超過橫坐標范圍，可在圖上用數(shù)值表示。3.526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），1大格表示40m （每 2m 一點）。1大格表示20m （每1m 一點）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

14、線；c）VSP測井曲線。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聲波測井資料應選?。篴）有比較平直的、低自然電位的、均勻低電阻率的和高自然伽 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；c）實測孔隙壓力梯度的測試資料和鉆井 液密度；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，未標實物比例尺圖 1 dc 指數(shù)錄井圖4.2正常趨勢線的確定4.2.1

15、正常趨勢線方程見式（ 4） tn=i+ （ tfw+j-i ）© oe-KD j 2oe-2KD （ 4）4.2.2正常趨勢線有關(guān)系數(shù)的確定4.2.2.1 © o和K的計算步驟如下：a）由密度測井數(shù)據(jù)回歸巖石容積密度p b和井深D的關(guān)系曲線;b） 根據(jù)p b-D曲線上各深度的巖石容積密度，按公式（5）計算 相應深度的巖石孔隙度，即,P 曠 P b/、0 = （ 5）P g- p fw計算時，P g可用平均值2.60g/cm3,p fw可用平均值lag/cm?3;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：0 = 0 oOKD （

16、6）從式中求得© o和K。4.2.2.2A tfw可根據(jù)地層水的氯化鈉含有量Sfw計算見式（7）和式(8):a) Sfw < 107.1g/l 時，即， tfw=715 0.306Sw (7)b) 107.1g/l v Sfw < 229.6g/l 時，即 tfw=682 0.509(Sw-107.1) (8)422.3i和j的計算步驟如下：a）根據(jù)各深度的巖石聲波時差 t、孔隙度0和地層水聲波時差 tfw，按公式（9）計算相應深度的巖石骨架的聲波時差：即 t- © tfw tma= （ 9）1 0b）由計算出的巖石骨架聲波時差厶tma，用公式（10）回歸巖石骨

17、架聲波時差厶tma和孔隙度0的關(guān)系直線，即 tma= i+j0 （ 10）從中求得i和j。4.3上覆巖層壓力梯度計算見式(11)P 0=/產(chǎn)” p swbD+ j Ds-DrD-Dr p g ( 1") + p fw 心 dD ( 11) 對于陸上鉆井，Ds Dr=O。4.4預測或檢測孔隙壓力梯度當量密度的計算預測或檢測的孔隙壓力梯度當量密度可選用式(12)或式(13)計算。a) 比值式： tap p= p n ( 12) tnb) 伊頓式： tnp P= p o (p op n) ( ) U (13) tn指數(shù)U由實測壓力代入求得，無實測壓力時可取U=3.0。4.5繪制孔隙壓力梯度預測檢測圖4.5.1橫坐標當量密度用算術(shù)尺度，從1.0g/cm3到2.5g/cm3相當于紙上37.5mm, 等分為15小格。4.5.2縱坐標井深用算術(shù)尺度，每500m相當于紙上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：孔隙壓力梯度當量密度、鉆井液密度、實測孔隙 壓力梯度當量密度和巖性剖面。4.5.4繪制符號4.5.4.1孔隙壓力梯度當量密度用虛線表示。4.5.4.2鉆井液密度用實線表示。4.543實測孔隙