镇泾油田地应力研究及其应用

【摘要】镇泾油田主要目的层位中生界延长组,属构造—岩性油藏,储层孔隙结构复杂,非均质性强,是典型的低孔、低渗、低压储层。这种地质背景下,地应力、地层压力的异常变化,裂缝的发育均会给钻井、固井、压裂等施工带来不利的影响。另外,地应力的大小、方向、分布规律及其演化史是油气勘探开发中地应力研究的主要内容。地应力场的发展演化不仅控制了含油气盆地的形成和盆地内构造的形成及分布,还影响生、储、盖层的发育及油气的生成、运移、聚集过程。地应力在其演化过程中,由于其应力大小的改变,地质体内部受力发生改变,最终导致地质体形成断层和裂缝,这为油气运移提供了通道。近几年,中国石化集团华北石油局为了在镇泾油田取得突破,布设了大量的水平井,水平井钻孔的稳定性和产能受地应力影响比较大,另外射孔和压裂施工也都需要地应力和地层压力方面的信息。所以迫切需要开展地应力和地层压力方面的研究工作,为钻井、射孔、压裂等工程提供重要参考资料。因此,计算岩石力学参数、建立地应力计算模型、建立地应力剖面、评价井壁稳定性、确定地应力方向,研究地应力分布规律、裂缝识别方法及裂缝分布规律等,对制定钻井、完井施工措施与油气开发方案有着重要的指导意义。本论文主要针对镇泾油田中生界延长组低压、低孔、低渗致密砂岩油藏,研究岩石力学参数计算模型、动静力学参数之间转换的模型,建立力学参数剖面,分析不同地层力学参数特征；计算地应力的大小、确定地应力方向；计算坍塌压力,破裂压力、井壁稳定性评价等。为钻井、射孔、压裂等工程提供重要参考资料。论文主要研究内容如下：1.岩心力学参数的测定,建立动静态力学参数间转换的模型利用岩石力学三轴实验系统对镇泾油田20块岩心进行了多种物理力学参数的测定工作,与声波(纵波、横波)测井、密度测井等资料计算的岩石力学参数进行对比,建立岩石力学动、静态参数转换模型。2.建立适合镇泾油田计算地应力模型利用测井资料和水力压裂等资料建立镇泾油田的地应力计算模型(水平最大、最小主应力和垂向应力)。3.研究镇泾油田的地应力方向结合岩心分析测试和测井资料(声、电成像和偶极子横波测井)确定镇泾油田延长组各组段地应力方向,并建立镇泾油田延长组各组段应力剖面。4.建立适合于镇泾油田的地层破裂压力及地层坍塌压力模型,计算出保持井壁稳定的合理钻井液密度窗口。5.岩心力学参数的计算及应用分析；6.致密砂岩裂缝的识别方法研究。论文主要创新点如下：1、利用岩石力学三轴实验,建立了镇泾油田动、静态力学参数间转换的模型,统计分析镇泾油田不同地层力学参数的特征。2、利用测井资料结合水力压裂等资料建立适合镇泾油田计算地应力的模型(水平最大、最小应力、垂向应力、地层破裂压力、地层坍塌压力等),计算该区保持井壁稳定的合理钻井液安全密度窗口。3、通过地应力、裂缝等分析总结出一些对镇泾油田勘探开发、地应力进一步研究等方面具有重要意义的地质认识。
【作者】冉利民；
【导师】潘和平；
【作者基本信息】中国地质大学，地球探测与信息技术，2014，博士
【关键词】镇泾油田；岩石力学参数模型；地应力模型；地应力方向；井壁稳定性；裂缝分布；

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