南翼山油田地应力的测井分析与计算
地应力的测井计算与标定方法
地应力的测井计算与标定方法赵军;杨福林【摘要】随着油气勘探开发的不断深入,地下油气储层的地应力分析也越来越受到重视.在油气勘探开发的过程中,诸如油气的运移、钻井过程中井壁的稳定性、采油过程的出砂、注水开发中的井网布置与调整、储层裂缝的发育状况等均与地应力有十分密切的关系.测井资料具有数据丰富、成本低、数据连续的优点,通过优选适当的模型,可以利用测井资料计算岩石的地应力大小.在利用测井资料计算地应力的基础上,根据Kaiser实验及现场水力压裂资料对计算的水平最大、最小主应力进行标定,建立了标定后的地应力计算模型.通过实际资料的计算与检验,证明了经刻度后的地应力模型更能真实反映实际地应力大小.【期刊名称】《科学技术与工程》【年(卷),期】2015(015)017【总页数】5页(P42-46)【关键词】地应力;标定;测井;水力压裂;Kaiser实验【作者】赵军;杨福林【作者单位】西南石油大学地球科学与技术学院,成都610500;西南石油大学地球科学与技术学院,成都610500【正文语种】中文【中图分类】TE151目前地应力的获取方法主要有水力压裂法[1—3]、岩石声发射Kaiser效应法[4—7]、测井资料计算法[8，9]等。
利用水力压裂资料确定地应力的方法是目前现场确定地应力最直接、最可靠的方法之一；岩石声发射资料计算地应力的方法是目前实验室确定地应力的重要方法[4]。
这两种方法获取的地应力数值比较准确，能够反映地层的真实地应力大小:但这两种方法在实际地应力求取中存在共同的局限性，即不能得到全井段连续的地应力剖面且测试成本高、耗时长。
测井具有测量深度大、成本低、测量数据连续的特点，因而采用此方法能够得到随深度连续变化的地应力剖面；但是这种间接的计算方法获得的地应力与实际的地应力值相比误差较大精度偏低[8]。
综合分析此三种方法各自的优缺点，提出在利用测井资料计算地应力基础上采用Kaiser实验数据及水力压裂获得的地应力值对其进行标定，提高测井资料计算地应力的精度以满足实际应用的需要。
利用测井资料合成井壁破坏图像分析地应力新方法
利用测井资料合成井壁破坏图像分析地应力新方法王浩;王才志;刘英明;王秀琴【摘要】利用测井资料进行地应力分析关键在于确定水平方向构造应力系数.提出一种确定水平方向构造应力系数的新方法,通过调整水平构造应力系数计算地应力,利用地应力计算结果结合井壁破坏模式合成井壁破坏图像,将该图像与电成像测井资料进行对比,当二者反映井壁破坏情况相符时,此时的水平构造应力系数可作为该区的水平构造应力系数,由该水平构造应力系数即可得到地应力沿深度变化的剖面,为地应力分析提供了一种新的思路.【期刊名称】《测井技术》【年(卷),期】2016(040)004【总页数】6页(P488-492,516)【关键词】测井解释;地层破坏模式;剪切破坏;拉张破坏;井壁破坏图像;水平构造应力系数【作者】王浩;王才志;刘英明;王秀琴【作者单位】中国石油勘探开发研究院,北京100083;中国石油勘探开发研究院,北京100083;中国石油勘探开发研究院,北京100083;大庆钻探工程公司测井公司,黑龙江大庆163412【正文语种】中文【中图分类】P631.840 引言地应力是油气勘探开发中的一项重要参数,广泛应用于油藏、钻井、开发等各个方面,随着勘探开发的不断深入和勘探目标的日益复杂,对地应力分析提出了更高的要求[1]。
地应力与储层裂缝发育情况、钻井过程中的井壁稳定、注水开发中的井网设计与调整、产层出砂预测、射孔压裂规模及参数选取等密切相关[2-5],准确进行地应力分析对油气勘探开发具有重要意义。
地应力测量方法主要有水力压裂法[6-8]、声发射Kaiser效应法等[9-10]。
2种方法虽然获取的地应力数值比较准确,但无法获得连续的地应力剖面,且测试时间长,成本高。
测井资料因其测量深度大、测量深度连续、成本低等特点,常用其进行地应力计算,得到反映地应力随深度变化的连续剖面。
1 地应力的测井计算方法利用测井资料计算地应力,利用密度测井曲线计算上覆地层压力,根据地层条件合理选择模型计算地层水平应力。
利用测井、压裂资料求取储层地应力的方法
利用测井、压裂资料求取储层地应力的方法随着石油勘探技术的不断提高，储层地应力的求取也受到了越来越多的关注，石油勘探中的储层地应力问题已经成为当今石油勘探的热门研究话题之一。
储层地应力的估算技术广泛应用于钻井、注水、压裂以及其他石油勘探设计中，对石油勘探非常重要。
在现实应用中，储层地应力求取方法主要有两种，一种是受力测试，一种是直接利用测井数据求取储层地应力。
受力测试是一种能够直接测量储层地应力的方法，能够在真实环境下估算储层地应力，但要求钻井深，费时费力。
而利用测井数据求取储层地应力的方法可以缩短求取储层地应力的时间，更节省经费。
首先，对于测井数据，要了解其实际的物理意义，以便正确的求取储层地应力。
根据测井曲线可判断出储层吸水性、渗透率以及油气分布，这可以为利用测井数据求取储层地应力提供有力的技术支持。
一般来说，利用测井数据求取储层地应力主要采用统计介电法、深度改正法、声波法以及三参数渗透强度模型等模型。
其次，在利用测井数据求取储层地应力时，可以利用压裂资料中的受压状态计算储层地应力，由此可以获得更准确的储层地应力值。
压裂是调整地层压力状态的重要技术，利用实施压裂前后的测井变化和应力变化，可以估算储层地层压力，进而求取储层地应力。
最后，要注意，由于储层地应力具有地层特殊性，不同的测试方法无法得出完全一致的结论。
因此，在采取求取储层地应力方案时，应注意把握不同方法的精度以及将不同方法得出的结论融合，才能得到比较准确的储层地应力结果。
总之，测井和压裂资料是求取储层地应力的主要资料，也是现在求取储层地应力的重要手段之一。
不同的求取方法具有不同的特点，把握好它们的各自优势，融会贯通，正确合理地综合利用，才能进一步提高求取储层地应力的准确性。
地应力计算公式
地应力计算公式（一）、井中应力场的计算及其应用研究（秦绪英，陈有明，陆黄生 2003年6月） 主应力计算根据泊松比μ、地层孔隙压力贡献系数V 、孔隙压力0P 及密度测井值b ρ可以计算三个主应力值：()001H v A VP VP μσσμ⎡⎤=+-+⎢⎥-⎣⎦()001h v B VP VP μσσμ⎡⎤=+-+⎢⎥-⎣⎦Hv b dh σρ=⋅⎰相关系数计算：应用密度声波全波测井资料的纵波、横波时差（p t ∆、s t ∆）及测井的泥质含量sh V 可以计算泊松比μ、地层孔隙压力贡献系数V 、岩石弹性模量E 及岩石抗拉强度T S . ① 泊松比22220.52()s p spt t t t μ∆-∆=∆-∆② 地层孔隙压力贡献系数 22222(34)12()b s s p m ms mp t t t V t t ρρ∆∆-∆=-∆-∆ ③ 岩石弹性模量 2222234s pb ss pt t E tt tρ∆-∆=⋅∆∆-∆④ 岩石抗拉强度 22(34)[(1)]T b s p sh sh S a t t b E V c E V ρ=⋅⋅∆-∆⋅⋅⋅-+⋅⋅注:,,,m ms mp t t ρρ∆∆分别为密度测井值，地层骨架密度，横波时差和纵波时差值。
,,a b c 为地区试验常数。
其它参数不同地区岩石抗压强度参数是参照岩石抗拉强度数值确定，一般是8～12倍，也可以通过岩心测试获得。
岩石内摩擦系数及岩石内聚力是岩石本身固有特性参数,可以通过测试分析获得.地层孔隙压力由地层水密度针对深度积分求取，或者用重复地层测试器RFT 测量.也可以通过地层压裂测试获得，测试时,当井孔压力下降至不再变化时，为储层的孔隙压力.（二）、一种基于测井信息的山前挤压构造区地应力分析新方法（赵军 2005年4月)基于弹性力学的测井地应力分析以弹性力学理论为基础,经过一定的假设条件和边界条件可以推演出用于计算地下原地应力的数学模型，用地球物理测井信息(包括声波全波列和密度等）确定模型参数，对地应力进行连续计算与分析。
用测井资料计算地层应力
用测井资料计算地层应力
马建海;孙建孟
【期刊名称】《测井技术》
【年(卷),期】2002(026)004
【摘要】系统总结了计算水平地层应力的多孔弹性水平应变模型法、双轴应变模型法、莫尔-库仑应力模型法、一级压实模型、单轴应变经验关系模型、组合弹簧经验关系模型、葛氏地层应力经验关系模型和应力-速度关系模型.阐述了交叉偶极声波测井、地层倾角和微电阻率扫描双井径法确定水平主地应力方向的方法和应用时应注意的问题.列举了在石油勘探开发中的应用,指出了今后努力的方向.
【总页数】5页(P347-351)
【作者】马建海;孙建孟
【作者单位】青海油田分公司;石油大学·山东东营
【正文语种】中文
【中图分类】TE3
【相关文献】
1.综合成像测井和常规测井资料计算致密油薄互层砂地比 [J], 赵杰;付晨东;王艳;曾鑫;孙建孟
2.基于测井资料的地层应力计算及其影响因素研究 [J], 范宜仁;魏周拓;陈雪莲
3.用正交偶极子声波测井资料估算地层应力场 [J], 王晓杰;楚泽涵;柴细元;吕本勋
4.基于测井资料的压裂井地层应力分析技术 [J], 李勇明;杜成良;毛虎;钟烨;郭建春;赵金洲
5.深水浊积岩大斜度井的随钻测井和电缆测井资料分析：各向异性、高阻异常和纯砂岩的计算 [J], Angel．G．Guzman--Garcia;张丽;王卫华
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基于测井资料的地应力计算及影响因素分析
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２ 影响现今地应力场分布特征的因素
（ ） １ 埋深情 况 。地应 力随深度增Ｊ而增 Ｊ ， 随着深度 的增加 Ｊ ｕ Ｊ 但 ｕ 各向应力的增加速 度变化规律如何？应力值 的大小关 系随井 深如何变
化？基于本区域１ ［ 井的测井资料汁算 出的地应 力，对 深度 与应力值 ０Ｉ － 之间的关系进行分析。
图２ 岩石力学性质 对三向主应 力的影响
综上所述 表明 ， 石力学性 质主要影响最 大最小水平主应力，对 岩 水平 主应 力的影响随深度增 Ｊ而变 大＝这主要是因为随着深度增加垂 儿 Ｊ 直应 力越来越大 ，对应的水 平分量越来 越大 ，所以对水平 （ １ ） 转４ 页
学 术 研 讨
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学 术 研 讨
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南翼山V油组水平井体积压裂可行性论证
南翼山V油组水平井体积压裂可行性论证南翼山V油组属于下油砂山组N21油藏，具有构造平缓、油藏浅、小层多、藻灰岩发育、低孔低滲等特征，直井开发效果差，自然产能低，因此，拟通过水平井体积压裂技术研究与应用，提高改造体积、增大泄油面积、降低生产压差，从而实现高效开发。
研究表明，南翼山V油组油藏储集层微裂缝发育，岩石具有一定脆性，地应力条件复杂，通过采用大排量、大液量、缝内暂堵的水平井体积压裂技术，形成复杂裂缝系统，实现提高单井产量和改善开发效果的目标。
标签：南翼山;水平井;体积压裂;可行性目前，水平井体积压裂技术是非常规油气储集层提高单井产量最有效的方法。
研究结果表明，岩石矿物组分、天然裂缝发育状况和岩石力学特征是判断储集层是否具备实施体积压裂改造的三个主要因素。
岩性具有显著的脆性特征，是实现体积压裂改造的物质基础;发育良好的天然裂缝和层理，是实现体积改造的前提条件。
南翼山V油组油藏储集层埋藏浅、非均质性强、储集空间多样、岩性复杂、加砂量难度大、裂缝形态难以预测、单一工艺无法满足措施改造需求等开发难点，因此，体积压裂和缝网技术是实现南翼山V油组油藏有效改造的发展方向。
1、储集层地质特征南翼山V油组N21油藏主要是以碳酸盐岩为主的碳酸盐岩与砂岩的混积咸水浅湖相和半深湖相沉积，沉积微相发育有泥坪、颗粒滩、灰坪、云坪等;岩性以碳酸盐岩为主，主要为泥岩、灰（云）岩、藻灰（云）岩和少量粉砂岩四类岩性矿物，成分以碳酸盐矿物（包括方解石、白云石和菱铁矿等）为主，占矿物总量55.5%，而碎屑矿物成分（石英和长石等）仅占矿物总量的19.8%，泥质粘土矿物成分为15.1%。
南翼山V油层组储层的储集性能较好，储层孔隙度分布主要集中在8.5-14%，平均孔隙度为11.1%;渗透率整体上分布范围较宽，在0.1-12.8mD 区间，平均渗透率为2.43mD。
南翼山V油组N21油藏储层的储集空间类型主要包括：①次生溶蚀孔;②原生孔，包括颗粒间孔和藻孢孔;③晶间微孔;④裂缝，包括成岩缝和微裂缝，其中次生溶蚀孔是南翼山最主要的储集空间类型。
地应力的测井计算与标定方法
２ ０ １ ４年 ９月 １日收到 第一作者简介 ： 赵 国家“ 十二五 ” 重大专项
式（ ３ ） 中：
ｃ 广 ｈ分 别 为 水 平 最 大 、 最小 主应力 ； ／ Ｘ
为泊松 比； Ｏ ｒ 为Ｂ ｉ ｏ ｔ 系数 ； ／ ３ 。 、 ／ ３ 为构造应力 系数 ； Ｐ 。 为 地层 孔 隙压力 ； 为地层 水平 骨架 应 力非 平衡
因子 。 １ ． ２ ． １ 地层 水 平骨 架应 力非 平衡 因子
⑥
２ ０ １ ５ Ｓ ｃ ｉ ． Ｔ ｅ ｃ ｈ ． Ｅ ｎ ｇ ｒ ｇ ．
地应 力的测 井计算与标定方法
赵 军 杨 福 林
（ 西南石油大学地球科学与技术学 院， 成都 ６ １ ０ ５ ０ ０）
摘
要
随着 油气勘探 开发 的不断深入 ， 地 下油气储层 的地 应力分析也越来越 受到重视 。在 油气勘探 开发 的过 程 中， 诸如 油
式（ ２ ） 中： ｐ 为采 样 间 隔 内密度 测 井平 均 值 ； Ａ Ｄ 为
１ ． ２ 水 平 应力 的计 算 本 次采 用 三 向地 应力 模 型作 为建立 地 层水 平地
应力数学公式的理论依据。即地应力等于地层孔隙 应力 和地 层 骨架应 力 以及水 平 面上 和 ） ， 方 向上 的
关键词
地应力
标定
测井
水力压裂 Ａ
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中图法分类号
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相等 。等效深度法适用 于刚勘探 的地区， 尚未取 在 得原始地层压力实测资料之前 ， 用来计算地层孔隙 压力 。而就基于声速测井 的等效深度法来说 ， 就是 指在不考虑温度影响的情况下 ， 如果正常趋势线上 某一点的 Ａ 值与超压带上某一点的 △ｔ ｔ 值相同 ， 则 反映这两点孔 隙结构和压实程度相 同 ， 两点具有等
２ １ 年第 ５ ０１ 期
２ ０ 总第 １５ ８ 期
国 外 测 井 技 术
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基 础科 学 ・
南翼 山油 田地应 力的测井分析与计算
徐小虎 赵军 吴建 李斌
的转 换公 式 如下 ： ｓ ７ ．１ ＋ ３５９ ＝一 ８ ２ ２ ． ３ ６
Ｅ ．８ ５Ｅ 一１０ ６ ０８ ３ ３ ６ Ｃ １ ８ ８Ｃ一 ５ ． ． ０ ｄ１ ０ １ ９ ２
位的地层压力大小 ， 故选用泥岩层声波时差来计算 地 层 孔 隙压 力 。
所谓 “ 等效深度法 ”就是在不同深度具有相同 ，
１ 西南石 油 大学 ２ 南油 气田分公 司 蜀南气矿 西
摘 要： 地应力计算分析是油气田开发 井网部署和优选钻 井泥浆、 井壁稳定性评价、 油气井出砂预
测、 管损 坏变形 分析 、 孔设 计优 化 以及压 裂施 工设计 的前提 与基础 。测 井分析 地应 力不仅 可 以 套 射 得 到 沿深度 连 续分 布 的地应 力剖 面 ， 而且 节约 了昂贵 的地 应 力测试 费用。本 文根 据对 影响 地应 力
（） ３
（） ４ （） ５
其 中 ： ， 静态泊松 比值 ； 广 动态 泊松 比 一 值。Ｅ 一静态弹性模量值 ， Ｐ ；厂一 Ｍ ａＥ 动态弹性模量
地应力是钻井工程设计 和油气 田开发方案部 署 的基 础 ， 下 应 力 场 的 变 化 影 响 着 油 气 田的 开 地 发。在油气 田的钻井和开发 中， 地应力 的研究可为 注采井 网的部署、 调整及开发方案设计提供科学的 背景 资料 ； 地应力剖 面资料可 为井 壁稳定性 的研 究， 合理套管程序和强度 的设计 ， 预测 和诊断套管 变形的层位和井段 ， 射孔方案 、 注水方案及油层改 造方案 的优化等提供可靠 的依据 ； 地应力对水力压 裂设计 、 裂缝延伸方向及扩展 ， 开采过程储层出砂 ， 注水引起地层滑移 、 蠕动 ， 导致大 面积 的套管损坏 都有 很 大关 系 。因此 ， 究 油 田区块 的地 应力 特 征 研
的诸多因素分析， 在利用测井资料计算 了岩石力学参数及地层孔隙压力的基础上 ， 结合岩石力学实
验 结果进 行 了动静 态参 数 转换 ， 定 了地应 力计 算模 型 中各 参数 ， 算 出地 应 力大 小 ； 确 计 并依 据现 场 水力压 裂 资料 对计 算地应 力大 小进 行 了标定 ， 同时 ， 用地层倾 角测 井资料 确定 了研 究区 目的层 的 利
对油 田开 发有 重要 的工程 指导作 用 。
义和不可估量的经济意义。
１ 岩石力学参数 的计算与转换
１１岩 石力学 参数 的计 算 ．
用Ｇ Ｒ曲线 、 Ｅ Ｄ Ｎ曲线和 Ａ ｃ Ａｔ曲线计算五 、 ｔ ｓ 个弹性模量（ 比 、 泊松 拉梅 系数、 杨氏模量Ｅ 剪切 、
模量 Ｇ 体积模量 Ｋ） 、 ｈ 体积压缩系数（ ｃ ） ， ｃ、 以及岩 石机械强度参数 （ 抗压强度 ｓ 、 ｃ 内聚力 Ｃ、 。 抗剪强度
×ｌ ０
１ 动静态参数的转换 ． ２ 岩 石 力 学 参 数 有 动力 学参 数 和静 力 学 参 数 之 分 。岩石 的动力学参数是指岩石在各种动载荷或 周 期 变 化 载荷 作 用 下 所 表 现 出 的 力 学 性 质 参 数 。
基金项 目： 地球探测信 息与技 术省重点 学科建设项 目基金 资助 ， 编号Ｚ ＸＫ￣Ｓ ２ ００ ５ ０ ６ 一０９２～ １。
作者简介： 徐小） １８一）男，０５ 大学毕业 ， ￣（ ３ ， ２０ 年 ９ 在读硕 士研 究生 ， 现主要 从事测井解释及测 井方法研 究方面的工作 。
２ １年第 ５ ０１ 期
徐小虎 ， ： 等 南翼山油 田地应 力的测井分析与计算
２ １
显然用声波测井资料计算的是动力学参数 ； 用静载 荷作用 下测得 的是静力学参数 ， 如岩石力学实验 。 可是在地应力计算和实际工程中采用 的是岩石的静 力 学 参 数 。 因此 ， 过 对南 １５ 南 １２ 南 １６ 井 通 ０、 ０、 ０ 等 岩心的岩石力学实验结果与对应深度测井计算的动 态力学参数进行 回归分析 ， 建立动静岩石力学参数
一 和抗 张强度 ） ｒ 。 等参数。其 中， 剪切弹性模量 Ｇ 和泊松 比 两个参数是独立的， 其它参数都可以通
过 这两 个参 数 转换 得 到 。岩石 的 泊松 比 、 剪切模
量 Ｇ的计 算公 式如下 ：
地下应力 的计算方法主要有水力压裂法、 凯赛 尔效应法、 滞应变释放法和测井资料法等。前面三
种方法工程成本很高， 而且只能得到测试点的地应
寻
Ｇ ＝
Ａ，
㈩ ）
（） ２
力值 ， 对研究整个油 田平面和纵 向的地应力的分布 规律具有很大的缺 陷性 。利用测井资料分析地应 力具有其独特的优越性 ： 成本 相对较低 ， 不仅可 以
得到连续沿井地应力剖面 ， 而且可 以选定 区域储层 对 其弹性特征 、 应力等进 行平面展 布分析 。因 地
水平主 应 力方向 。
关 键词 ： 井； 力： 测 地应 岩石 力学： 弹性模 量； 压 力； 地层 水力压 裂
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பைடு நூலகம்
此， 综合利用测井 、 现有的岩心和现场压裂资料， 建
立 地应 力 的测 井解 释 模 型 ， 着 十分 重要 的现实 意 有