鉆井井壁穩(wěn)定性預測方法及裝置制造方法及圖紙

本發(fā)明專利技術提供一種鉆井井壁穩(wěn)定性預測方法及裝置。所述方法包括：根據(jù)巖心資料及井筒鉆完井數(shù)據(jù)確定目標區(qū)域的基礎數(shù)據(jù)，根據(jù)基礎數(shù)據(jù)及井筒鉆開時間確定目標區(qū)域的地層坍塌壓力和地層破裂壓力，在進行井壁穩(wěn)定性預測時考慮到了井筒鉆開時間，從而，提高了鉆井井壁穩(wěn)定性預測的準確率。

Method and device for predicting borehole wall stability

The invention provides a method and a device for predicting the stability of a drilling well wall. The method comprises the following steps: according to the core data and well drilling and completion data to determine the basic data of the target area, according to the basic data and the borehole drilling time to determine the target area of the formation collapse pressure and fracture pressure on borehole stability prediction considering wellbore drilling time, thus improves the prediction accuracy of borehole stability drilling the.

【技術實現(xiàn)步驟摘要】
鉆井井壁穩(wěn)定性預測方法及裝置
本專利技術涉及石油工程技術，尤其涉及一種鉆井井壁穩(wěn)定性預測方法及裝置。
技術介紹
石油工程中鉆井井壁穩(wěn)定性預測具有重要意義。如果鉆井井壁穩(wěn)定性預測不準，會造成鉆井井壁失穩(wěn)。由于鉆井井壁失穩(wěn)導致的工程報廢和損失每年數(shù)以億計，并且，鉆井井壁失穩(wěn)會造成鉆井過程中經(jīng)常發(fā)生漏失、卡鉆、鱉跳、落魚等復雜工程事故，嚴重耽擱了勘探開發(fā)進程，因此，在石油工程中，對鉆井井壁的穩(wěn)定性進行預測變得非常重要。現(xiàn)有技術中，通過采用測井數(shù)據(jù)、錄井數(shù)據(jù)及測試數(shù)據(jù)等數(shù)據(jù)獲得地層坍塌壓力和破裂壓力，然后根據(jù)地層坍塌壓力和破裂壓力，進行鉆井井壁穩(wěn)定性預測。但是，上述方法只考慮了測井數(shù)據(jù)、錄井數(shù)據(jù)及測試數(shù)據(jù)，鉆井井壁穩(wěn)定性預測的準確率低。
技術實現(xiàn)思路
本專利技術提供一種鉆井井壁穩(wěn)定性預測方法及裝置，以提高鉆井井壁穩(wěn)定性預測的準確率。本專利技術提供一種鉆井井壁穩(wěn)定性預測方法，包括：根據(jù)巖心資料及井筒鉆完井數(shù)據(jù)確定目標區(qū)域的基礎數(shù)據(jù)；根據(jù)所述基礎數(shù)據(jù)及井筒鉆開時間確定所述目標區(qū)域的地層坍塌壓力和地層破裂壓力。進一步地，所述井筒鉆完井數(shù)據(jù)包括：測井數(shù)據(jù)、鉆井數(shù)據(jù)、錄井數(shù)據(jù)及地層測試數(shù)據(jù)；所述根據(jù)巖心資料及井筒鉆完井數(shù)據(jù)確定目標區(qū)域的基礎數(shù)據(jù)包括：根據(jù)巖心資料及所述測井數(shù)據(jù)獲取水平最大主應力、水平最小主應力、裂縫面的正應力、裂縫面的剪應力、標定后的地層抗剪強度、標定后的地層內(nèi)摩擦角、標定后的裂縫面的內(nèi)摩擦角、標定后的裂縫面的內(nèi)摩擦系數(shù)、標定后的基質滲透率、標定后的裂縫滲透率、標定后的地層總滲透率及標定后的巖石抗張強度；根據(jù)所述測井數(shù)據(jù)、所述鉆井數(shù)據(jù)、所述錄井數(shù)據(jù)及所述地層測試數(shù)據(jù)獲取地層孔隙壓力；根據(jù)所述測井數(shù)據(jù)獲取鉆井井斜作用系數(shù)。進一步地，所述根據(jù)所述基礎數(shù)據(jù)及井筒鉆開時間確定所述目標區(qū)域的地層坍塌壓力和地層破裂壓力，包括：根據(jù)所述標定后的地層抗剪強度、所述水平最大主應力、所述水平最小主應力、所述標定后的地層內(nèi)摩擦角、所述裂縫面的正應力、所述裂縫面的剪應力、所述標定后的裂縫面的內(nèi)摩擦角、所述標定后的裂縫面的內(nèi)摩擦系數(shù)、所述標定后的基質滲透率、所述標定后的裂縫滲透率、所述標定后的地層總滲透率、所述鉆井井斜作用系數(shù)、所述地層孔隙壓力及所述井筒鉆開時間確定所述目標區(qū)域的地層坍塌壓力；根據(jù)所述標定后的巖石抗張強度、所述水平最大主應力、所述水平最小主應力、所述裂縫面的正應力、所述裂縫面的剪應力、所述標定后的裂縫面的內(nèi)摩擦角、所述標定后的裂縫面的內(nèi)摩擦系數(shù)、所述標定后的基質滲透率、所述標定后的裂縫滲透率、所述標定后的地層總滲透率、所述鉆井井斜作用系數(shù)、所述地層孔隙壓力及所述井筒鉆開時間確定所述目標區(qū)域的地層破裂壓力。進一步地，所述根據(jù)所述標定后的地層抗剪強度、所述水平最大主應力、所述水平最小主應力、所述標定后的地層內(nèi)摩擦角、所述裂縫面的正應力、所述裂縫面的剪應力、所述標定后的裂縫面的內(nèi)摩擦角、所述標定后的裂縫面的內(nèi)摩擦系數(shù)、所述標定后的基質滲透率、所述標定后的裂縫滲透率、所述標定后的地層總滲透率、所述鉆井井斜作用系數(shù)、所述地層孔隙壓力及所述井筒鉆開時間確定所述目標區(qū)域的地層坍塌壓力，包括：根據(jù)公式獲取所述地層坍塌壓力，其中，η為地區(qū)經(jīng)驗系數(shù)，σ1為所述水平最大主應力，σ3為所述水平最小主應力，USHE為所述標定后的地層抗剪強度，α為畢奧特系數(shù)，PP為所述地層孔隙壓力，為所述標定后的地層內(nèi)摩擦角，σn為所述裂縫面的正應力，τf為所述裂縫面的剪應力，為所述標定后的裂縫面的內(nèi)摩擦角，Cf為所述標定后的裂縫面的內(nèi)摩擦系數(shù)，Km為所述標定后的基質滲透率，Kf為所述標定后的裂縫滲透率，K為所述標定后的地層總滲透率，ε為井筒鉆開時間作用系數(shù)，T為所述井筒鉆開時間，Bn為所述鉆井井斜作用系數(shù)，ω為鉆井井斜角，θ為鉆井方位角。進一步地，所述根據(jù)所述標定后的巖石抗張強度、所述水平最大主應力、所述水平最小主應力、所述裂縫面的正應力、所述裂縫面的剪應力、所述標定后的裂縫面的內(nèi)摩擦角、所述標定后的裂縫面的內(nèi)摩擦系數(shù)、所述標定后的基質滲透率、所述標定后的裂縫滲透率、所述標定后的地層總滲透率、所述鉆井井斜作用系數(shù)、所述地層孔隙壓力及所述井筒鉆開時間確定所述目標區(qū)域的地層破裂壓力，包括：根據(jù)公式獲取所述地層破裂壓力，其中，σ1為所述水平最大主應力，σ3為所述水平最小主應力，α為畢奧特系數(shù)，PP為所述地層孔隙壓力，UTI為所述標定后的巖石抗張強度，σn為所述裂縫面的正應力，為所述標定后的裂縫面的內(nèi)摩擦角，Cf為所述標定后的裂縫面的內(nèi)摩擦系數(shù)，τf為所述裂縫面的剪應力，Km為所述標定后的基質滲透率，Kf為所述標定后的裂縫滲透率，K為所述標定后的地層總滲透率，ε為井筒鉆開時間作用系數(shù)，T為所述井筒鉆開時間，Bn為所述鉆井井斜作用系數(shù)，ω為鉆井井斜角，θ為鉆井方位角。進一步地，所述根據(jù)所述基礎數(shù)據(jù)及井筒鉆開時間確定所述目標區(qū)域的地層坍塌壓力和地層破裂壓力之后，還包括：根據(jù)所述地層坍塌壓力和所述地層破裂壓力確定泥漿密度。本專利技術還提供一種鉆井井壁穩(wěn)定性預測裝置，包括：第一確定模塊，用于根據(jù)巖心資料及井筒鉆完井數(shù)據(jù)確定目標區(qū)域的基礎數(shù)據(jù)；第二確定模塊，用于根據(jù)所述基礎數(shù)據(jù)及井筒鉆開時間確定所述目標區(qū)域的地層坍塌壓力和地層破裂壓力。進一步地，所述井筒鉆完井數(shù)據(jù)包括：測井數(shù)據(jù)、鉆井數(shù)據(jù)、錄井數(shù)據(jù)及地層測試數(shù)據(jù)；所述第一確定模塊包括：第一獲取子模塊，用于根據(jù)巖心資料及所述測井數(shù)據(jù)獲取水平最大主應力、水平最小主應力、裂縫面的正應力、裂縫面的剪應力、標定后的地層抗剪強度、標定后的地層內(nèi)摩擦角、標定后的裂縫面的內(nèi)摩擦角、標定后的裂縫面的內(nèi)摩擦系數(shù)、標定后的基質滲透率、標定后的裂縫滲透率、標定后的地層總滲透率及標定后的巖石抗張強度；第二獲取子模塊，用于根據(jù)所述測井數(shù)據(jù)、所述鉆井數(shù)據(jù)、所述錄井數(shù)據(jù)及所述地層測試數(shù)據(jù)獲取地層孔隙壓力；第三獲取子模塊，用于根據(jù)所述測井數(shù)據(jù)獲取鉆井井斜作用系數(shù)。進一步地，所述第二確定模塊包括：第一確定子模塊，用于根據(jù)所述標定后的地層抗剪強度、所述水平最大主應力、所述水平最小主應力、所述標定后的地層內(nèi)摩擦角、所述裂縫面的正應力、所述裂縫面的剪應力、所述標定后的裂縫面的內(nèi)摩擦角、所述標定后的裂縫面的內(nèi)摩擦系數(shù)、所述標定后的基質滲透率、所述標定后的裂縫滲透率、所述標定后的地層總滲透率、所述鉆井井斜作用系數(shù)、所述地層孔隙壓力及所述井筒鉆開時間確定所述目標區(qū)域的地層坍塌壓力；第二確定子模塊，用于根據(jù)所述標定后的巖石抗張強度、所述水平最大主應力、所述水平最小主應力、所述裂縫面的正應力、所述裂縫面的剪應力、所述標定后的裂縫面的內(nèi)摩擦角、所述標定后的裂縫面的內(nèi)摩擦系數(shù)、所述標定后的基質滲透率、所述標定后的裂縫滲透率、所述標定后的地層總滲透率、所述鉆井井斜作用系數(shù)、所述地層孔隙壓力及所述井筒鉆開時間確定所述目標區(qū)域的地層破裂壓力。進一步地，所述第一確定子模塊具體用于：根據(jù)公式獲取所述地層坍塌壓力，其中，η為地區(qū)經(jīng)驗系數(shù)，σ1為所述水平最大主應力，σ3為所述水平最小主應力，USHE為所述標定后的地層抗剪強度，α為畢奧特系數(shù)，PP為所述地層孔隙壓力，為所述標定后的地層內(nèi)摩擦角，σn為所述裂縫面的正應力，τf為所述裂縫面的剪應力，為所述標定后的裂縫面的內(nèi)摩擦角、Cf為所述標定后的裂縫本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術保護點】
一種鉆井井壁穩(wěn)定性預測方法，其特征在于，包括：根據(jù)巖心資料及井筒鉆完井數(shù)據(jù)確定目標區(qū)域的基礎數(shù)據(jù)；根據(jù)所述基礎數(shù)據(jù)及井筒鉆開時間確定所述目標區(qū)域的地層坍塌壓力和地層破裂壓力。

【技術特征摘要】
1.一種鉆井井壁穩(wěn)定性預測方法，其特征在于，包括：根據(jù)巖心資料及井筒鉆完井數(shù)據(jù)確定目標區(qū)域的基礎數(shù)據(jù)；根據(jù)所述基礎數(shù)據(jù)及井筒鉆開時間確定所述目標區(qū)域的地層坍塌壓力和地層破裂壓力。2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，所述井筒鉆完井數(shù)據(jù)包括：測井數(shù)據(jù)、鉆井數(shù)據(jù)、錄井數(shù)據(jù)及地層測試數(shù)據(jù)；所述根據(jù)巖心資料及井筒鉆完井數(shù)據(jù)確定目標區(qū)域的基礎數(shù)據(jù)包括：根據(jù)巖心資料及所述測井數(shù)據(jù)獲取水平最大主應力、水平最小主應力、裂縫面的正應力、裂縫面的剪應力、標定后的地層抗剪強度、標定后的地層內(nèi)摩擦角、標定后的裂縫面的內(nèi)摩擦角、標定后的裂縫面的內(nèi)摩擦系數(shù)、標定后的基質滲透率、標定后的裂縫滲透率、標定后的地層總滲透率及標定后的巖石抗張強度；根據(jù)所述測井數(shù)據(jù)、所述鉆井數(shù)據(jù)、所述錄井數(shù)據(jù)及所述地層測試數(shù)據(jù)獲取地層孔隙壓力；根據(jù)所述測井數(shù)據(jù)獲取鉆井井斜作用系數(shù)。3.根據(jù)權利要求2所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述基礎數(shù)據(jù)及井筒鉆開時間確定所述目標區(qū)域的地層坍塌壓力和地層破裂壓力，包括：根據(jù)所述標定后的地層抗剪強度、所述水平最大主應力、所述水平最小主應力、所述標定后的地層內(nèi)摩擦角、所述裂縫面的正應力、所述裂縫面的剪應力、所述標定后的裂縫面的內(nèi)摩擦角、所述標定后的裂縫面的內(nèi)摩擦系數(shù)、所述標定后的基質滲透率、所述標定后的裂縫滲透率、所述標定后的地層總滲透率、所述鉆井井斜作用系數(shù)、所述地層孔隙壓力及所述井筒鉆開時間確定所述目標區(qū)域的地層坍塌壓力；根據(jù)所述標定后的巖石抗張強度、所述水平最大主應力、所述水平最小主應力、所述裂縫面的正應力、所述裂縫面的剪應力、所述標定后的裂縫面的內(nèi)摩擦角、所述標定后的裂縫面的內(nèi)摩擦系數(shù)、所述標定后的基質滲透率、所述標定后的裂縫滲透率、所述標定后的地層總滲透率、所述鉆井井斜作用系數(shù)、所述地層孔隙壓力及所述井筒鉆開時間確定所述目標區(qū)域的地層破裂壓力。4.根據(jù)權利要求3所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述標定后的地層抗剪強度、所述水平最大主應力、所述水平最小主應力、所述標定后的地層內(nèi)摩擦角、所述裂縫面的正應力、所述裂縫面的剪應力、所述標定后的裂縫面的內(nèi)摩擦角、所述標定后的裂縫面的內(nèi)摩擦系數(shù)、所述標定后的基質滲透率、所述標定后的裂縫滲透率、所述標定后的地層總滲透率、所述鉆井井斜作用系數(shù)、所述地層孔隙壓力及所述井筒鉆開時間確定所述目標區(qū)域的地層坍塌壓力，包括：根據(jù)公式獲取所述地層坍塌壓力，其中，η為地區(qū)經(jīng)驗系數(shù)，σ1為所述水平最大主應力，σ3為所述水平最小主應力，USHE為所述標定后的地層抗剪強度，α為畢奧特系數(shù)，PP為所述地層孔隙壓力，為所述標定后的地層內(nèi)摩擦角，σn為所述裂縫面的正應力，τf為所述裂縫面的剪應力，為所述標定后的裂縫面的內(nèi)摩擦角，Cf為所述標定后的裂縫面的內(nèi)摩擦系數(shù)，Km為所述標定后的基質滲透率，Kf為所述標定后的裂縫滲透率，K為所述標定后的地層總滲透率，ε為井筒鉆開時間作用系數(shù)，T為所述井筒鉆開時間，Bn為所述鉆井井斜作用系數(shù)，ω為鉆井井斜角，θ為鉆井方位角。5.根據(jù)權利要求3或4所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述標定后的巖石抗張強度、所述水平最大主應力、所述水平最小主應力、所述裂縫面的正應力、所述裂縫面的剪應力、所述標定后的裂縫面的內(nèi)摩擦角、所述標定后的裂縫面的內(nèi)摩擦系數(shù)、所述標定后的基質滲透率、所述標定后的裂縫滲透率、所述標定后的地層總滲透率、所述鉆井井斜作用系數(shù)、所述地層孔隙壓力及所述井筒鉆開時間確定所述目標區(qū)域的地層破裂壓力，包括：根據(jù)公式獲取所述地層破裂壓力，其中，σ1為所述水平最大主應力，σ3為所述水平最小主應力，α為畢奧特系數(shù)，PP為所述地層孔隙壓力，UTI為所述標定后的巖石抗張強度，σn為所述裂縫面的正應力，為所述標定后的裂縫面的內(nèi)摩擦角，Cf為所述標定后的裂縫面的內(nèi)摩擦系數(shù)，τf為所述裂縫面的剪應力，Km為所述標定后的基質滲透率，Kf為所述標定后的裂縫滲透率，K為所述標定后的地層總滲透率，ε為井筒鉆開時間作用系數(shù)，T為所述井筒鉆開時間，Bn為所述鉆井井斜作用系數(shù)，

【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：張輝，田軍，楊海軍，陳猛，蔡振忠，尹國慶，袁芳，琚巖，
申請(專利權)人：中國石油天然氣股份有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：北京,11