元坝地应力方向与水平井井壁稳定性关系分析_智慧文
井壁稳定问题(2)
井内泥浆对泥页岩的化学作用,最终可以归结到对 井壁岩石力学性能参数、强度参数以及近井壁应力 状态的改变。泥页岩吸水一方面改变井壁岩石的力 学性能,使岩石强度降低;
另一方面产生水化膨胀,如果这种膨胀受到约束便 会产生膨胀压力,从而改变近井壁的应力状态。
井内泥浆对泥页岩的作用机制不难理解,但如何将 这种化学作用带来的力学效应加以定量化,并将其同 纯力学效应结合起来研究井壁稳定性问题,过去相当 长时间的研究中没有考虑这一问题。到目前为止,国 内外关于化学力学耦合的文献很少。从文献资料来 看,其研究方法主要表现在两个方面,即实验研究和理 论研究两方面。
岩石越来越不稳定。
2) Sv > Sh1 = Sh2 地层坍塌压力与井斜方位角无关。并且, 随着井
斜角增大, 井壁坍塌压力开始变化较小,后随井斜角 的增大, 井壁坍塌压力逐渐增大。
3) Sh1 > Sv > Sh2 根据国家地震局的水压致裂的压力测量结果表明,
在钻井深度范围内, 我国绝大多数地区处于此种应力 状态。此时, 随着井斜角的增大, 井壁坍塌压力逐渐 减小, 井壁趋于稳定。
φ= 28°, C = 18M Pa, η= 1。
3) Sh1 > S v > Sh2 原始资料: Sv = 10519M Pa, Sh1 = 11218M Pa, Sh2 = 7813M Pa,
Pp = 46103M Pa, φ=2616°, C = 23195M Pa, η= 0.4。
4) Sh1 > Sh2 > Sv 处于这种原地应力状态的现场资料极为少见, 这里给定: Sv =
研究思路：
1. 钻井液与泥页岩间的化学位差是导致水进出页岩的主要驱 动力之一。 2. 化学位差导致的水进出泥页岩改变了近井眼处孔隙压力、 页岩强度、近井眼处有效应力状态, 从而导致了井壁失稳的 发生。 3. 综合考虑钻井液与页岩相互作用时的力学与化学方面的相 互影响, 建立斜井中泥页岩井眼稳定的力学、化学耦合模型。
井壁稳定分析
地层孔隙压力预测2.1 孔隙压力的预测方法地层孔隙压力是指岩石孔隙流体所具有的压力。
作为一个地质参数，孔隙压力在油气勘探、钻井工程及油气开发中占有十分重要的地位。
就钻井工程而言，孔隙压力是实现快速、安全、经济、合理钻进的一个必不可少的重要参数，因此准确的预测孔隙压力非常重要。
地层孔隙压力评价的方法很多，我们采用了国家“863”攻关项目“海洋探查与资源开发技术”中“精确的地层压力预测和监测技术”专题的研究成果，以测井资料为基础，采用高精度的地层压力预测和检测方法，进行地层孔隙压力预测计算。
在岩性和地层水变化不大的地层剖面中，正常压实地层的特点是，随着地层深度的增加，上覆岩层载荷增加，泥页岩的压实程度增大，导致地层孔隙度减小，岩石密度增大。
泥页岩的压实程度直接反应地层孔隙压力的变化。
而在目前的测井系列中，有多种测井方法都能较好地反应地层孔隙压力。
在本研究中，选用了资料来源最广、经济方便的声波时差法。
2.1.1 声波时差法解释原理声波测井测量的是弹性波在地层中的传播时间。
声波时差主要反映岩性、压实程度和孔隙度。
除了含气层的声波时差显示高值或出现周波跳跃外，它受井径、温度及地层水矿化度变化的影响比其它测井方法小得多。
所以用它评价和计算地层孔隙压力比较有效。
对岩性已知、地层水性质变化不大的地质剖面，声波时差与孔隙度之间成正比关系。
在正常压实的地层中可导出相似公式：CH 0e Δt Δt =将上式变换可得：B AH Δt +=logt ∆─深度为H 处的地层声波时差，ft s /μ；0t ∆─深度为0处的地层声波时差，ft s /μ；A 、B 、C 为系数，其中A <0，C <0。
该式即为压实地层声波时差正常趋势线公式，从式中可以直观地看出：t ∆log 与H 成线性关系，斜率是 A (A <0 )，在半对数曲线上，正常压实地层的t ∆对数值随深度呈线性减少。
如出现异常高压，t ∆散点会明显偏离正常趋势线。
谈谈定向井井壁稳定问题
谈谈定向井井壁稳定问题从岩石力学、地球物理测井、工程录井、环空水力学和钻井液化学等方面分析定向井井壁稳定问题，以实现对钻井液性能、井身结构及其它工程参数的优化设计。
标签：定向井岩石应力；地层压力；地层破裂压力液柱压力数学模型引言导致井眼出现失稳问题的因素包括天然的原因和人为的原因。
在天然的原因方面包括：地质构造类型和原地应力，孔隙度渗透性及孔除中的流体压力等；在人为的原因方面包括：钻井液的性能，泥页岩化学作用的强弱，钻柱对井壁的摩擦和碰撞等。
导致井眼失稳的最根本因素就是在形成井眼的过程中，井眼四周的应力场、化学力出现了变化，导致井壁应力集中的问题，致使井内钻液的压强不可以和底层的地应力重新建立起平衡的关系。
如果井内的钻井液液柱比坍塌的压力还要低的时候，井壁的岩石就会被破坏，这时候的塑性岩石会对井中产生塑性的流动，最后出现缩径的问题，而脆性的岩石就可能会发生坍塌的问题，导致井径的增大，如果当钻井液的液柱压力要比破裂时压力还要高的情况下，井壁内四周的岩石就会被拉伸导致出现井漏的问题。
此外，钻井液的密度最好是让井内的液柱和地层孔隙的压力能够互相平衡。
一、井壁应力分布因为上覆岩层的压力不能很好的和井轴重合，原来的水平地应力也就不能和井轴正交，所以井眼四周的岩石在切向正应力与法相正应力的共同作用之下处在三维应力的情况之下。
不仅正压力作用在井轴垂直平面井壁四周的岩石，剪应力也作用在井轴垂直平面与岩石之上，它们都严重的影响着井壁岩石的形态，对井壁岩石有破坏作用。
二、井壁岩石破坏准则当前许多人为拉伸断裂的机制操纵着地层的压裂情况，也就是说，如果当一个有效的主应力的大小能够与岩石拉伸的强度值相同时就会发生底层破裂的情况。
三、岩石强度参数的确定为了能够对全井段进行连续预测，仅凭室内岩心试验是不够的。
而要充分利用相关的间接资料，其中最完整的莫过于测井资料。
因此，将测井资料的处理与岩心试验结合起来，确定所需要的地层参数。
考虑井壁稳定及增产效果的页岩气水平井段方位优化方法
考虑井壁稳定及增产效果的页岩气水平井段方位优化方法范翔宇;吴昊;殷晟;夏宏泉;陈平;雷梦;覃勇【期刊名称】《天然气工业》【年(卷),期】2014(034)012【摘要】针对页岩气水平井钻井过程中常见的井壁失稳垮塌问题,为提高井壁稳定性和为后期压裂增产提供良好的条件,分析了层理面产状和地应力类型对井壁稳定性的影响,并对压裂缝与水平井段夹角,以及与水平气井产量之间的关系进行了研究,进而提出了通过对水平井段方位的优化来提高井壁稳定性和改善压裂增产效果的技术思路:利用川南地区页岩气井的测井、地应力及岩石力学资料,通过页岩层理面破坏模型及本体破坏模型分析计算出不同方位角下的井壁坍塌压力,找出井壁稳定性最好时井眼与层理面产状和地应力类型之间的关系;通过对压裂缝延伸方向的分析,得出了压裂缝的一般延伸规律;利用产能公式计算裂缝与水平井段呈不同夹角时的产量,以此获得了裂缝与水平井段夹角影响压裂效果的规律.还以川南地区的W201-H3井为例,充分考虑页岩气井壁稳定及增产效果,提出了有针对性的水平井段方位优化设计,使该井能在保持良好井壁稳定性的前提下获得良好的增产效果.【总页数】6页(P94-99)【作者】范翔宇;吴昊;殷晟;夏宏泉;陈平;雷梦;覃勇【作者单位】“油气藏地质及开发工程”国家重点实验室·西南石油大学;西南石油大学石油与天然气工程学院;西南石油大学石油与天然气工程学院;中国石油塔里木油田公司;“油气藏地质及开发工程”国家重点实验室·西南石油大学;“油气藏地质及开发工程”国家重点实验室·西南石油大学;“油气藏地质及开发工程”国家重点实验室·西南石油大学;中国石油川庆钻探工程公司钻井液技术服务公司【正文语种】中文【相关文献】1.地应力类型对页岩气水平井井壁稳定性的影响规律 [J], 夏宏泉;马焰峰;傅骏雄2.页岩气藏压裂水平井增产效果影响因素分析——考虑最佳裂缝导流能力 [J], 曹煜;林璠;田慧君3.层理产状对页岩气水平井井壁稳定性的影响 [J], 赵凯;袁俊亮;邓金根;谭强;蔚宝华;肖坤;王名春4.页岩气水平井井壁稳定影响因素与技术对策 [J], 刘洪;刘庆;陈乔;王森;王莉莎5.陆相页岩气水平井段井壁失稳机理及水基钻井液对策 [J], 王波; 孙金声; 申峰; 李伟; 张文哲因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
川东北水平井储层井壁稳定性及其对完井方式的影响_兰凯
12 34
吉 林 大 学 学 报( 地 球 科 学 版)
第 41 卷
small. Gas reservoir pressure deplet ion and st reng t h reduct ion caused by acidificat ion played an impo rt ant r ole in w ell st abilit y y. Base on t he st udy, appr opriat e com plet io n method f or sour gas f ields in t he nort heast Sichuan w as recom mended. 1 ) If w ell t rajecto ry w as coincident w it h direct ion of ho rizontal st ress, open- hole co mplet ion w as recom mended, 2) If ang le bet w een w ell t raject ory and direct io n of horizo nt al st ress w as less than 30b, open- ho le co mplet ion could be used, but draw dow n pressure should be st rict ly cont rolled, and 3) if t he angle w as m ore t han 30b, cased co mplet ion sho uld be used. T he r esults have been applied in P ug uang fo r 6 horizo nt al w ells.
不同地应力场对大斜度井井壁稳定规律的影响
58 /Natural Gas Technology
总第 19 期
天然气技术·钻井工程
2010 年
3 不同地应力场中井壁稳定规律分析
3.1 垂向应力为最大主应力 （σν＞σH＞σh）
30°～45° 夹角。
θ＝０ θ＝60
θ＝15 θ＝75
θ＝30 θ＝90
θ＝45
σ ν = 76.44 MPa， σ H = 67.62 MPa， σ h = 49.98 MPa， C０ = 60 MPa， 有 效 应 力 系 数 η = 0.85， u = 0.6，孔隙压力 pp = 35.28 MPa，不同井斜角、钻井方
（资料来源： 博燃网）
60 /Natural Gas Technology
Study on Air-drilling Equipments
By YU Min, LIU Hui-xin, LIN Ming-yu, GONG Hong-ru, LONG Jin-guo ABSTRACT： Air-drilling equipments include the configuration and optimization of both gas-injection and clearance pipelines. In⁃ vestigating the existing equipments in China, combining with prac⁃ tical experiences of air drilling and utilizing theoretical analysis method, we illustrate the configuration and optimization of the pipelines in this study; calculate optimally the size of gas-injec⁃ tion pipeline, design its structure of both skid-mounted meter and skid-mounted pressure-relief manifold; meanwhile, calculate opti⁃ mally the size of clearance pipeline, design its structure of cuttings sampler, gas sampler, dust-falling water-injection short section. A plan of air-drilling equipments with better structure, perfect func⁃ tion and high integration has been formed. Key Words： gas drilling; drilling equipment; gas-injection pipeline; clearance pipeline
水平井井壁稳定性ANSYS分析_陆晓锋
起形成总体代数方程组 ,计入边界条件后即可对方 程组求解。 2 井壁稳定性 AN SYS分析 2. 1 基本参数
关键词: 井壁稳定 ;地应力 ; 水平井 ; 有限元 ; AN SYS 中图分类号: T E243 文献标识码: A 文章编号: 1006— 7981( 2011) 04— 0046— 02
在石油钻井过程中 ,井眼稳定问题是世界范围 内普遍存在的问题 ,由此每年造成的直接经济损失 达数亿美元。钻井之前 ,深埋地下的岩层受到上覆岩 层压力、最大水平地应力、最小水平地应力和孔隙压 力的作用而处于平衡状态。打开井眼后 ,井内岩石被 取走 ,井壁岩石失去了原有的支撑 ,井眼附近应力将 产生重新分布 ,使井壁附近产生应力集中 ,当此应力
( Pet roleum Engineering Co lleg e, Yang t ze Universi ty , Ji ng zhou 434023, Chi na) Abstract: It simulat ed the st ress field around th e sidew all using sof tw are ANSYS11. 0, Sidew all stabi lit y i n t he g round st ress fi eld is judged accordi ng to Drucker- Prag er f ai lure cri terion and rock mechanics know ledg e. In the end, i t fo und the most st able di rectio n in ex istence i n the same stress field of ho ri zontal w ell bo re th ro ug h calcula tio n a nd analy sis. Key words: Si dewa ll stabi li ty; Ground st ress; ho ri zontal w ell; Fini te element; ANSYS.
水平气井井壁稳定性研究
学模型， 建立了水平井筒井壁应力计算模型， 并应用 Mohr-Coulomb 破 坏 准 则 和 Drucker-Prager 破 坏 准 则， 建立了水平井筒井壁坍塌压力计算公式。
1 模型建立 The establishment of mechanica破， 使井
第 32 卷 第 4 期 2010 年 7 月
石 油 钻 采 工 艺 OIL DRILLING & PRODUCTION TECHNOLOGY
Vol. 32 No. 4 July 2010
1000 – 7393 文章编号： （ 2010 ）04 – 0096 – 03
沁水盆地煤层气井坍塌压力预测
张公社 1 李永康 1 尹俊禄 1 唐文英 2 崔金榜 3 程 浩 3
（1. 长江大学， 湖北荆州 434023； 2. 华北油田公司地球物理勘探研究院， 河北任丘 062552； 3. 华北油田公司采油工艺研究院， 河北任丘 062552）
摘要：针对煤层气井井壁稳定问题， 应用力学分析方法从井壁应力分布入手， 根据斜井井壁稳定力学模型， 分别结合 MohrCoulomb 准则和 Drucker-Prager 准则， 建立水平井筒井壁坍塌压力计算公式。应用所建立的公式对沁水 3# 煤层羽状水平井坍 塌压力进行了预测。 计算结果表明， 井眼沿最大水平主应力方向时， 坍塌压力为负值， 这种情况下煤层气井不会坍塌， 井眼稳定； 当井眼沿最小主应力方向时， 坍塌压力高于或者略低于地层压力， 说明煤层羽状井眼不稳定， 会产生煤粉；当井眼介于最大和 最小水平主应力之间时， 其坍塌压力在所计算的两个压力之间。 关键词：煤层气井；应力；井壁稳定；坍塌压力；沁水煤层气田 中图分类号：TE37 文献标识码：A
式中， （ ° ） ； MPa。 为内摩擦角， c 为抗压强度， ［7 ］ 根据 Drucker-Prager 破坏准则 可得井壁坍塌 时临界压差 Dp 为 -B + B 2 - 4 AC （6） 2A A=18， B=18 ［Sxx+Syy − 2 （Sxx − Syy）cos2θ − 2pp］ ， Dp = C =3 ［ S xx+ S yy − 2 （S xx − S yy） cos2 θ − 2 p p］ 2+ 3 ［ S yy − 2cos2θ（Sxx − Syy） （1 − ν） − pp］2+3 ［Sxx − 2νcos2θ（Sxx
井壁稳定问题(1)
壁稳定问题变得非常复杂。
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岩石力学
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4、井壁稳定的研究方法 井壁稳定性的研究方法目前主要有三种：一是泥浆
化学研究，二岩石力学研究，三是化学和力学藕合起 来研究。
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岩石力学
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1、泥浆化学方面研究 从泥浆化学方面研究井壁稳定，主要研究泥岩水化
岩石力学
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2、井壁失稳与岩石破坏类型的关系 井壁失稳时岩石的破坏类型主要有两种：拉伸破坏、
剪切破坏。
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岩石力学
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剪切破坏又分为两种类型：
一种是脆性破坏，导致井眼扩大，这会给固井、 测井带来问题，这种破坏通常发生在脆性岩石中，但 对于弱胶结地层由于冲地作用也可能出现井眼扩大。
另一种是缩径，发生在软泥岩、砂岩、盐岩等地 层，在工程上遇到这种现象要不断地划眼，否则会出
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岩石力学
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2、力学方面的研究
岩石力学研究主要包括地应力状态的确定、岩石 力学性质的测定、井眼围岩应力分析，最终确定保持 井眼稳定的合理的泥浆密度。
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岩石力学
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3、化学的力学的藕合研究 泥浆化学和岩石力学藕合起来研究，尽可能地搜集
井眼情况资料（如井眼何时以何种方式出现复杂情 况），尽可能准确地估计岩石的性能，确定起主要作
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岩石力学
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厚壁筒模型的解为：
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岩石力学
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当井内流体与地层流体相互渗透时，还应考虑流体 渗滤的作用所引起的附加应力场。将以上三方面综合起 来（或叠加起来），即得直井井壁围岩应力分布：
热采水平井近井地应力分布及影响因素分析
热采水平井近井地应力分布及影响因素分析李彦龙;董长银;阿雪庆;陈新安;张清华;许拓拓【摘要】水平井近井地应力分布规律是疏松砂岩热采水平井井壁稳定性分析、出砂预测的基本条件。
综合考虑原始地层主应力、注汽温度效应、井壁渗透性及注入压力、井下管柱外挤等多种因素，建立了热采水平井近井地应力预测的基本模型。
模拟计算表明，井周角和井底流压变化对近井地层轴向应力的影响较小。
随着水平井井眼与原始最大水平主应力方向的夹角增大，轴向应力减小。
在 r ＜10 rw 范围内，井底流压对地层周向应力和径向应力的影响较大，随着井底流压的上升，径向应力增大，周向应力减小；r ＜5 rw 范围内温度对地层应力的影响剧烈，超过该半径范围后温度对水平井近井地应力的敏感性减弱。
模型预测结果大于常规模型的预测结果，能从应力角度说明热采水平井井壁稳定性变差、出砂加剧的根本原因，研究成果对指导热采水平井井壁稳定性分析、制定合理的工作制度有重要意义。
【期刊名称】《石油天然气学报》【年(卷),期】2014(000)011【总页数】6页(P168-173)【关键词】热采;水平井;地应力;原地主应力;温度效应;管柱外挤力;井壁渗透性【作者】李彦龙;董长银;阿雪庆;陈新安;张清华;许拓拓【作者单位】中国石油大学华东石油工程学院，山东青岛266580;中国石油大学华东石油工程学院，山东青岛266580;中石油青海油田分公司钻采工艺研究院，甘肃敦煌736202;中国石油大学华东石油工程学院，山东青岛266580;中国石油大学华东石油工程学院，山东青岛266580;中国石油大学华东石油工程学院，山东青岛266580【正文语种】中文【中图分类】TE321我国疏松砂岩稠油资源十分丰富，水平井和热采是开发陆地和海上疏松砂岩稠油油藏的主要方法。
由于疏松砂岩储层胶结疏松、流体拖曳力大，且热采可能导致岩石本身的强度降低[1]，因此热采开发水平井必须进行井壁稳定性分析或进行出砂预测。
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新疆石油天然气 Xinjiang Oil ＆ Gas
Vol． 8 No． 2 Jun． 2012
文章编号：1673 —2677 （ 2012 ） 02 —0025 － 03
［ J］ ， 2011 ， 37 ： 94 － 96． 内蒙古石油化工，
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Vol． 8 No． 2 Jun． 2012
Xinjiang Oil ＆ Gas （ Edition of Natural Science）
Key Words： evaluation and prediction of reservoir，carbonate rocks，ration of reservoirs and layers，Eastern Lugu region，Tarim basin
3 最高， 为 1． 41g / cm 左右。 图 4 ② 所示为地层破裂压力随井斜、 方位的变
4
结论Байду номын сангаас
（ 1 ） 通过倾角测井资料分析元坝地区地应力方 向， 该区各层位最大水平主应力方向变化很小， 地 应力主体方位为 SEE110° ± 10 。 （ 2 ） 通过对地应力方向与水平井井壁稳定性关 元坝长兴组水平井方位在最大水平地应力 系分析， 方向， 坍塌压力达到最低、 破裂压力较高， 井壁稳定 性好， 为钻完井工程设计优化提供依据 。
化关 系。 图 示 反 映， 地 层 起 裂 压 力 直 井 最 低， 为 3 2． 7g / cm 左右。水平井起裂压力高于直井， 沿最大
3 水平地应力方向， 起裂压力达到 3． 2g / cm ， 沿最小 3 水平地应力方向， 起裂压力也在 4． 2g / cm 以上。
参考文献： 整体上， 长兴组地层内直井坍塌压力偏高、 破 ［ 1］ 吴超， 等． 区域油田地应力及井壁稳定性综合预测方法 裂压力偏低， 水平井坍塌压力偏低、 破裂压力偏高， ［ J］ ， 2011 ， 18 （ 6 ） ： 705 － 709． 断块油气田， 2］ 智慧文， 等． 应用测井资料分析川东北地区地应力方向 水平井安全钻井液密度窗口较直井大 ； 且在最大水 ［ 平地应力方向， 坍塌压力达到最低、 破裂压力较高， 井壁稳定性好， 施工过程中井壁坍塌和漏失风险最 小， 是工程设计中优先选择的钻进方位 。
综合而言， 元坝地区纵向各层位最小水平主应 力方位 不 尽 一 致， 但同时也存在一定规律性 （ 表 1 ） 。陆相地层沙溪庙组到须家河组最小水平主应 力方位整体是一致的， 均呈 NNE 向， 且平面上各井 的方位也基本保持一致， 个别略微发生偏转。 海相 雷口坡组、 嘉陵江组、 飞仙关组和长兴组主体 地层， 方位呈 NNE － NE 方向。
元坝地应力方向与水平井井壁稳定性关系分析
智慧文
（ 中石化西南油气分公司工程技术研究院 ， 德阳 摘 四川 618000 ）
要： 利用地层倾角测井资料分析了元坝地区地应力方向 ， 该区地应力方向为近东西向； 在此 基础上， 分析了地应力方向与水平井井壁稳定性的关系 ， 研究表明水平段方位沿着水平最大地应 力方向， 坍塌压力达到最低、 破裂压力较高， 井壁稳定性好。 关键词： 水平井； 地应力方向； 井壁稳定性 中图分类号： TE243 文献标识码： A 确定 角测井上的双井径曲线及 1 号极板方位曲线， 井眼的扩径方向， 而井眼的扩径方向与现今最小水 与最大水平主应力方向垂直 平主应力方向一致， （ 图 1） 。
3 地应力方向与水平井井壁稳定性 关系
定向井、 水平井井壁稳定特征之所以与直井有 26
图3
井眼坐标与地应力坐标关系
求解图 3 所示井眼条件下井壁应力状态， 可得井壁 所受有效主应力为一径向主应力 σ er 和另外两个切
第 8 卷第 2 期
智慧文： 元坝地应力方向与水平井井壁稳定性关系分析
向主应力 σ e1m 、 σ e2m 所构成， 即： σer = 10 ρm ghv － η·Pp σ = 1 （ σ + σ ） + z 2 θ e1m 1 σe2m = 2 （ σθ + σz ） +
槡 槡
1 （ σ + σz ） 2 + τ2 θz － η·Pp 4 θ 1 （ σ + σz ） 2 + τ2 θz － η·Pp 4 θ
g / cm3 ； g 为重力加 式中： ρ m 为井内钻井液密度， m / s ； h v 为计算点垂直深度， m； P p 为计算深度 速度， MPa； η 为 Biot 弹性系数， 点地层孔隙压力， 无量纲；
834008 / Xinjiang ShiYou TianRan Qi， 2012 ， 8 （ 2 ） ： 17 ～ 21 Abstract： The key technolog of the Geological Design of the Horizontal Wells in the thin oil field is the building of the fine Three － dimensional Geological Mode， then the definite geological target can be defined， and appropriate drillinig trace can be designed． By using the material of the three － dimensional seismic， well drilling， logging and well borehole， the optimization of the northeast thin oil reservoir area of the lower Karamay Fm reservoir in the 530 well field was used as the area of horizontal evaluation well． Based on the fine explanation of the structure， inversion of reservoir ， sedimentary faces and the Rolling Exploration，by restricting the material of the drelled straight well，the model of the fine structure interpretation of the major sand layer and the model of the feature of more than 0． 5m thin reservoir had been depicted， and the the effective height were established， Geological Design of the horizontal well had been accomplished， and the favorable effectiveness had been acquired． Key Words： Three － dimensional Geological Model； oil sheet； horizontal well
RESEARCH ON APPLICATION OF THE THREE － DIMENSIONAL GEOLOGICAL MODEL TO LOW POROSITY，LOW PERMEABILITY，THIN OIL LAYER AND THE GEOLOGICAL DESIGN OF THE WELLS / Hu Xinping． No． 2 Oil Production Plant，XinJiang Oilfield Company，karamay XinJiang，
2
图4
元坝 × 井坍塌压力、 破裂压力和裂缝延伸压力与井斜 、 方位关系图
图 4 ①为坍塌压力的井斜、 方位关系图， 图中显 3 ， ， 1． 33g / cm ； 示 直井坍塌压力较高 在 左右 水平井 ， 中 沿最大水平地应力方向钻进坍塌压力最低， 为 0． 85g / cm3 左右， 沿最小水平地应力方向， 坍塌压力
作者简介：智慧文（ 1980 － ） ， 硕士学位， 现在从事石油工程地质的设计与科研工作 。
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新疆石油天然气
2012 年
向上主体方位均为 NE 向。
图2
元坝 × 井纵向各层位最小水平主应力方向分析结果图 主要原因是井眼轴线与地应力坐标不平 所区别， ， 行 造成井壁应力与直井不同。 因此定向井、 水平 井井壁稳定研究需要首先进行井斜不等于 0° 状态 下井壁应力分布。 从一般情 况 考 虑 出 发， 首先分析井壁应力状 设其井斜角为 α ， 相对方位角 态。当井眼形成后， 为 β （ 井斜方向与最大水平地应力方向夹角 ） 。 建 立井眼直角坐标 xyz 与地应力直角坐标 σ H1 σ H2 σ v 关 系如图 3 所示。井眼坐标满足右手定则， 其中 x 轴 y 轴 指 向 井 眼 高 边 方 向， z 轴为井眼 在水平面内， 轴向。
地应力在油气勘探开发、 钻井工程和储层改造 等方面有着广泛的应用。 分析地应力方向能预测 分析钻井过程中井壁稳 有效裂缝发育带分布情况， 定性， 还可以分析评价储层压裂改造效果。 在水平 井钻井过程中， 水平段方位与地应力方向的关系和 井壁稳定性有密切关系， 文中通过分析元坝地区地 应力方向， 结合坍塌压力、 破裂压力等井壁稳定性 分析元坝长兴组水平井井眼方位与井壁 研究成果， 稳定性 的 关 系， 为该区水平井钻完井设计提供 依据。
收稿日期：2012 － 02 － 01 修改日期：2012 － 03 － 18
图1
井眼崩落方向与地应力方向示意图
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元坝地区地应力方向特征
利用元坝地区多口井地层倾角测井资料开展 井眼崩落地应力方向研究。 元坝 × 井纵向各层位 沙溪庙组 最小水平主应力分析结果图 （ 图 2 ） 表明， 到自流井组最小水平主应力方向主体为 NNE 向， 约为 8 ～ 32° ； 长兴组最小水平主应力方向为 29° ； 飞 仙关组最小水平地应力方向较大， 为 40 ～ 42° 。 纵