[发明专利]一种各向异性地层井壁破裂压力确定方法

摘要

本发明公开了一种各向异性地层井壁破裂压力确定方法，它包括以下步骤：S1、获取各向异性地层岩石的弹性模量(E、E′)和泊松比(μ、μ′)；S2、根据平行和垂直于地层岩石层理面方向的巴西劈裂实验，确定各向异性地层岩石平行于层理面的抗张强度Tm和垂直于层理面的抗张强度Tb；S3、根据测井资料获取各向异性地层的地质力学参数；S4、获取各向异性地层岩石中层理面的产状参数。本发明的有益效果是：综合考虑岩石弹性模量各向异性、抗张强度各向异性和层理面产状角等因素建立各向异性地层井壁破裂压力计算方法，更加符合各向异性地层直井钻井的实际情况；提高破裂压力计算的精度，可为各向异性地层钻井和水力压裂提供理论指导。

主权项

1.一种各向异性地层井壁破裂压力确定方法，其特征在于：它包括以下步骤：S1、根据室内岩石力学实验、声波测井和偶极横波测井资料，获取各向异性地层岩石的弹性模量(E、E’)和泊松比(μ、μ’)，垂向和横向的弹性模量及泊松比的计算式：式中：E、E’分别为横向和垂向杨氏模量；μ、μ’分别为横向和垂向泊松比；S2、根据平行和垂直于地层岩石层理面方向的巴西劈裂实验，确定各向异性地层岩石平行于层理面的抗张强度Tm和垂直于层理面的抗张强度Tb；S3、根据测井资料获取各向异性地层的地质力学参数，所述地质力学参数包括孔隙压力Pp、垂向地应力σv、最大水平地应力σH和最小水平地应力σh；孔隙压力P_p为式中：P_p为地层孔隙压力；P_w为地层水静液柱压力；x为伊顿(压实)指数；L’和L为所选取的测井或钻井参数，可以是纵波时差、电阻率、地震层速度、d_c指数等，且满足L’/L<1；垂向地应力σ_v为式中：σ_v为垂向地应力；H为地层埋藏深度，m；ρ(z)为岩性密度测井数据；g为重力加速度；最大水平地应力σH和最小水平地应力σh为式中：σ_H、σ_h分别为最大、最小水平地应力；α为Biot系数，α＝1‑C_ma/C_b；C_ma和C_b分别为岩石骨架压缩系数和体积压缩系数，对于各向异性地层ε_H、ε_h分别为最大、最小水平主应变；S4、通过野外露头测试和成像测井资料，获取各向异性地层岩石中层理面的产状参数，所述产状参数包括层理面倾角αw和倾向βw；S5、根据所述岩石力学参数、地质力学参数和岩石层理面产状，计算井壁应力分布，采用叠加原理将应力分布分为3部分：井眼钻开前所作用的原地应力分量、井眼形成所引起的应力分量、井壁流体压力引起的应力分量，并分别求解获得最终解；S6、根据所述井壁应力分布结果，采用各向异性抗张强度准则，计算并确定各向异性地层井壁破裂压力：