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地层压力公式
1．静液压力Pm
(1)静液压力是由静止液柱的重量产生的压力，其大小只取决于液体密度和液柱笔直高度。在钻井中钻井液环空上返速度较低，动压力可忽略不计，而按静液压力计算钻井液环空液柱压力。
(2)静液压力Pm计算公式：
Pm＝0.0098ρmHm (2—1)
式中 Pm——静液压力，MPa；
ρm——钻井液密度，g／cm3；
Hm——液柱笔直高度，m。
(3)静液压力梯度Gm计算公式：
Gm＝Pm／Hm＝0.0098ρm(2—2)
式中 Gm——静液压力梯度，MPa／m。
2．地层压力Pp
(1)地层压力是指地层孔隙中流体具有的压力，也称地层孔隙压力。
(2)地层压力Pp计算公式：
Pp＝0.0098ρpHp(2—3)
式中 Pp——地层压力，MPa；
ρp——地层压力当量密度，g／cm3；
Hm——地层笔直高度，m。
(3)地层压力梯度Gp计算公式：
Gp＝Pp／Hp＝0.0098ρp(2—4)
式中 Gp——静液压力梯度，MPa／m。
(4)地层压力当量密度ρp计算公式：
ρp＝Pp／0.0098Hm＝102Gp(2－5)
在钻井过程中遇到的地层压力可分为三类：
a.正常地层压力：ρp＝1.0～1.07g／cm3；
b.异常高压：ρp>1.07g／cm3；
c.异常低压：ρp<1.0g／cm3。
3．地层破裂压力Pf
地层破裂压力是指某一深度处地层抵抗水力压裂的能力。当达到地层破裂压力时，使地层原有的裂缝扩大延伸或使无裂缝的地层产生裂缝。从钻井安全方面讲，地层破裂压力越大越好，地层抗破裂强度就越大，越不容易被压漏，钻井越安全。一般情况
下，地层破裂压力随着井深的增加而增加。所以，上部地层(套管鞋处)的强度最低，易于压漏，最不安全。
(1)地层破裂压力Pf计算公式：
Pf＝0.0098ρfHf(2－6)
式中 Pf——地层破裂压力，MPa；
ρf——地层破裂压力当量密度，g／cm3；
Hf——漏失层笔直高度，m。
(2)地层破裂压力梯度Gf计算公式：
Gf＝Pf／Hf＝0.0098ρf(2－7)
式中 Gf——地层破裂压力梯度，MPa／m。
注意；地层破裂压力是合理进行井身结构设计、制定钻井施工和确定最大关井套压的重要依据之一。
(3)地层破裂压力试验的工作程序：
a.试验前安全准备：当钻至套管鞋以下第一层砂岩时，用水泥车或柱塞泵进行试验，而裸眼长短根据砂岩层的厚度决定；试验前应处理好钻井液性能(尤其是ρm)，保证试验时钻井液性能均匀、稳定；将上提钻头至套管鞋内。
b.地层破裂压力试验：关闭井口(一般关半封闸板防喷器)；试验开始时缓慢启动泵，以小排量(0．66～1．32L／s)向井内泵入钻井液，每泵入15L钻井液，稳压2min；作漏失试验曲线。曲线中偏离直线之点的压力PL则为漏失压力；计算破裂压力当量密度(ρf)：
ρf ＝ρm试＋PL／0.0098Hf (2—8)
式中ρf——破裂压力当量密度，g／cm3；
ρm试——试验所用钻井液密度，g／cm3；
PL——地层漏失时的井口压力，MPa；
Hf——裸眼段中点井深，m。
二．压井数据的计算
1.关井立管压力的确定
关井之初，井底压力小于地层压力，地层流体继续侵入井内，表现为关井立管压力增加。经一段时间后，关井立管压增加到一定值，井底压力与地层压力平衡。这时地面记录的关井立管压力才真实反映地层压力。（一般渗透性好地层需要10~15min），钻具内是否装有止回阀，立管压力求法不同。
①钻具中未装止回阀时关井立压的求法
钻具中未装止回阀时，关井立压可以从立管压力表上读得，注意压力的传播时间。
②钻具中装有止回阀时关井立压的求法
A.已知小排量和对应泵压的求法（循环法）
条件：事先进行了低泵速测试，知道小排量循环时的泵压。
具体操作：缓慢启动泵适当打开节流阀，循环中使套压等于关井套压保持不变；当排量达到预计排量时，记录此时循环立管压力PT，停泵后关节流阀。
因PT＝Ｐd＋Ｐｃ故Ｐd＝PT—Pc
B.未进行低泵速测试的求法（蹩压法）
条件：关井条件下，用小排量向井内蹩注钻井液、顶开止回阀的方式求立管压力。具体操作：缓慢启动泵，小排量向井内注入钻井液，当止回阀被顶开、套压由关井套压上升到某一值时停泵，(当套压超过关井套压0.5~1MPa时，说明钻具止回阀被顶开。)
同时记录套压、立管压力。（由于压力传播滞后，一般控制立压不超过套压）
因Ｐd＝Ｐd1—ΔＰa 及ΔＰa＝Pa1—Pa所以Ｐd＝Ｐd1—（Pa1—Pa）。
式中：Pa——关井套压；
ΔＰa——井内蹩压；
Pa1——停泵时记录的套压；
Ｐd1——停泵时记录的立压。
2.溢流种类的判别
原理：天然气密度小于钻井液密度，环空液柱压力小于钻柱内液柱压力，造成关井套压大于关井立压。当侵入环空的地层流体数量一定时，地层流体密度越小，环空液柱压力越小，关井套压与关井立压差值越大。
①根据关井压力计算地层流体压力梯度Gw＝Gm－(Pa－Ｐd)/hw
式中：Gw——地层流体压力梯度；
Gm——钻井液压力梯度；
hw——地层流体在环空所站高度（与溢流量多少有关）
②根据Gw判断地层流体种类
Gw＝0.01~0.12兆帕/米，盐水；
Gw＝0.0012~0.0035兆帕/米，天然气；
Gw＝0.0035~0.01兆帕/米，油或混合流体。
注意：计算是否精确，取决于溢流量计量、井径知否精确；钻头提离井底较长就没法判断。
3.压井液密度的确定
①根据地层压力计算：Pp＝0.0098ρmH＋Pd或ρmk＝102Pp/H＋ρe
②根据立管压力计算：ρmk＝ρm＋102Pd/H＋ρe
式中：ρmk——压井液密度；
ρm——原钻井液密度；
ρe——钻井液密度附加安全值；一般取：油井ρe＝0.05~0.10克/立方厘米；油井ρe＝0.07~0.15克/立方厘米；
Pd——关井立管压力。
4.计算钻柱内外容积及压井液量
V＝V1＋V2；V1——钻柱内容积，V2——钻柱外容积，所需要压井液量取总容积的1.5~2倍。
5.计算注入压井液时间
注满钻柱内容积所需时间，即压井液由地面到达钻头时间。
t＝V1/60Q；其中Q——压井时所选定的排量，L/s；（一般为正常钻进的1/2~1/3）6.计算压井循环时的立管总压力
在压井循环时，需要通过立管压力来控制井底压力。因此，在压井之前须计算出循环时立管总压力。
①初始循环立管总压力
用加重前的原钻井液和已确定的压井排量循环时的立管总压力。压井循环时，为满足井底压力与地层压力平衡、钻井液的流动，立管总压力必须克服关井立管压力和系统循环压力。
PTi＝Pd＋Pci＋Pe
式中：PTi——初始循环立管总压力；
Pci——钻柱内外、喷嘴处流动阻力；
Pe——井底附加安全压力，取1.5~3.5兆帕。
要求得PTi值，必须先求得Pci值。由于压井排量比正常钻进排量小，所以不能用正常钻进士的Pci值。
A.采用“实测法”求系统循环压力。在钻进油气层时候，要求用选定的压井排量或小排量进行循环试验，测得相应的立管压力即为Pci值。
B.通过钻井液循环直接测Pci值。具体做法：缓慢启动泵并打开节流阀，控制套压等于关井套压不变，当排量达到压井排量时，记录立管压力，然后停泵、关节流阀、关井。记录的立管压力减去Pd就求的Pci值。
C.近似公式计算法。Pci＝（Q/Q1）2×P1
式中：Q1——溢流前正常排量，升/秒；
Q——压井排量，升/秒；
P1——Q1正常排量对应的泵压，升/秒。
2.终了循环立管总压力
压井液进入环空后，用以选定的压井排量循环时对应的立管总压力。
PTf＝Pd＋Pcf＋Pe
式中：PTf——终了循环立管压力；
Pcf——压井液循环时钻柱内外、喷嘴处流动阻力；
在同一循环系统中，系统流动阻力与钻井液密度成正比。因此可以用Pci值来求Pcf 值。
Pcf/Pci＝ρmk/ρm推出Pcf＝（ρmk/ρm）×Pci
压井液循环时，随压井液在钻柱中下行，钻柱内液柱压力增大，关井立压减小，当压井液到达钻头时，钻柱内液柱压力已能平衡地层压力Pd降低为零。由于压井液已考虑了附加安全当量钻井液密度，压井液已有一个Pe附加值，故：PTf＝Pcf＝
（ρmk/ρm）×Pci
7.确定井口套压最大允许压力
按关井套压限制条件确定。
8. 压井最大套压计算
保证压井过程中最大套压不超过井口安全工作压力。
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第二节地层破裂压力
第二节 地层破裂压力 在井下一定深度裸露的地层，承受流体压力的能力是有限的，当液体压力达到一定数值时会使地层破裂，这个液体压力称为地层破裂压力（Fracture pressure ），一般用f p 表示。使用最广泛的地层破裂压力预测是Hubbert-Willis 模式和Haimson-Fairhurst 模式。 破裂压力数据应用于钻井、修井、压裂、试油井下测试等井下工艺技术，钻井大多数是在裸眼中进行的，所以破裂压力数据在钻井方面尤为重要，它是钻井之前的井身结构设计，套管强度计算、钻井液密度设计等钻井工程设计内容的关键参数，特别是在一个新的区块开发之前，破裂压力这一数据为就重中之重了。它决定着在这一新的区域内的所有钻井方案是否正确，并能否顺利执行和能否顺利完成。 压裂作业时，地层破裂力学模型如图 1.1所示。此时，地层裂隙受地应力与压裂液共同作用。考虑深层水力压裂主成垂直裂缝，且裂缝穿透整个煤层。地应力与压裂液应力的最终有效合应力在裂隙壁面上是拉应力，当其合成应力强度因子K 达到临界值时，裂隙就开始失稳延伸。
地层的破裂压力对钻井液密度确定、井身结构和压裂设计施工等有着重要的指导作用。从上世纪五六十年代，国内外就开始对地层破裂压力进行了研究，并取得了一系列的成果。 H-W 模型 1957年Hubbert 和Willis 根据三轴压缩试验首次提出了地层破裂压力预测模式即H-W 模式指出破裂压力等于最小水平主应力加地层孔隙压力P p ,垂直有 效主应力等于上覆压力P v 减P p 最小水平主应力在其1/3到1/2范围内,预测公 式为: 式中：f P — 地层破裂压力； p P — 地层空隙压力； v P — 上覆岩层压力； 模型中上覆压力梯度为1的假设显然不符合实际,最小水平主应力为1/3到1/2垂直有效主应力范围的假设通常也带来偏低的结果。 1967年Matthews 和Kelly 在H-W 模式中引入了骨架应力系数i K ： ） （p v i p f P -P K P P += 4-7 地层正常压实时，i K 反映了地层实际骨架应力状况其值由区块内已有破裂压力资料确定，i K 系数曲线的绘制需要大量实际压裂资料，限制了此方法的应用。 1968年Pennebaker 指出上覆压力梯度是不断变化的，并将其与地质年代联系了起来。他根据声波时差资料建立了一组上覆压力梯度与深度的关系曲线，这是第一次在破裂压力预测技术中引入测井手段。 Pennebaker 将i K 定义为泊松比和时间的函数，并指出i K 随深度和地质年代的变化而变化。
地层破裂压力试验报告 步骤： 1、扫水泥塞钻井，钻穿水泥塞后钻进新地层3-5米，井深1835米处，随后循环泥浆，使进出口泥浆性能趋于一致。此时泥浆密度为 1.18克每立方厘米。 2、起两柱立柱，钻头提至套管鞋内（套管下深1801.95米），关下半封闸板防喷器，注意绞车刹死，闸板不至于封闭钻杆接头处。 3、泥浆泵缸套直径为180毫米，泵速120冲每分钟时排量为46.6升每秒，即累计一冲的排量为23.3升。 4、为使压力趋于稳定，每泵一冲静待2分钟后读取立压数据。同时记录当前累计冲数。 5、实验时，司钻控制泥浆泵，以低泵速泵浆，刚好累计泵冲数加了1冲时，立刻将泵速调为零，同时记录者秒表开始计时，记到2分钟时读数立压表并记录序号、累计泵冲数、立压，之后秒表清零。实验结束后，计算每次的泥浆泵入量。 6、重复第5步，前期立压值应和累计泵入量（累计泵冲数）成线性正比关系，到达漏失压力时，立压涨幅变缓，之后压力达到最大值后逐渐下降趋于平缓，瞬时停泵记录瞬时停泵压力。之后重新启动泵，求出裂缝重张压力。 7、绘制压力、钻井液累计泵入量关系曲线，计算破裂压力当量钻井液密度、地层破裂压力梯度Gf、最大允许关井套压[Pa]。
计算： 图中漏失压力P1=9.9MPa 破裂压力Pf=12.5MPa，钻井液密度1.18g/cm3，破裂压力当量钻井液密度=1.18+102*9.9/1802=1.74g/cm3 地层破裂压力梯度Gf=0.0098*1.18+9.9/1802=0.017MPa/m，最大允许关井套压[Pa]=（0.017-0.0098*1.18）*1835=9.98MPa。 注意事项： 1、泵速一定要控制好，尽力保证每次泵入量为23.3L。 2、立压数据需要等稳定后读取，读取准确。 3、泄压时注意操作安全。
地层压力系数与梯度 (2010-05-27 11:07:06) 转载▼ 分类：WORK 标签： 杂谈 1）地层压力是指作用在地层孔隙中流体的压力（即孔隙压力），又称孔隙流体压力。如果孔隙流体是水，那么地层压力等于静水压力值。 2）地层压力系数表示的是该储层流体压力（即地层压力）与该处静水柱压力的比值（用深度来计算，石油工程上静水比重常用1.02）。 3) 地层压力梯度表示深度增加1m（或100m）所增加的地层压力。 静水压力（中学的物理课程）： P w=Hρw g 式中：H——为水柱的高度。 4）如果计算得出：压力系数<0.75 ，超低压；0.75<压力系数<0.9，低压； 0.9<压力系数<1.1，常压； 1.1<压力系数<1.4，高压；压力系数>1.4，超高压，异常高压，如气田 SY/T 6174-2005是这样规定的：地层压力—地层中流体承受的压力称地层压力，又称油藏压力。 静水柱压力—静止水柱的重力所形成的压力。 SY/T 5313-2006则是这样规定的：地层压力—地层孔隙压力，地层孔隙中流体所具有的压力。 33、什么叫油井静压？ 答：油井静压也叫地层压力，是指油井在关井后，待压力恢复到稳定状态时，所测得的油层中部压力。 34、什么叫试井？有哪几种方法？
1、何位注水强度、吸水指数、注水系统效率？ 答：注水强度：注水井中单位有效厚度油层的日注水量。吸水指数：单位注水压差下的日注水量。注水系统效率是指从注水站到注水井井底整个注水工艺流程系统能量的利用程度 2、什么是启动压力、静水柱压力？ 答：启动压力：注水井地层开始吸水时的压力叫启动压力。 3、注水方式有哪几种？ 答：油田注水方式分边外注水和边内注水两大类。边内注水可分为行列式内部切割注水，面积注水，腰部注水，顶部注水，不规则注水5种。 4、什么是井间干扰？ 答： 1、什么叫地静压力、原始地层压力、饱和压力、流动压力？ 答：地静压力：由于上覆地层重量造成的压力称为地静压力。 原始地层压力：在油层未开采前，从探井中测得的地层中部压力叫原始地层压力。 饱和压力：在地层条件下，当压力下降到使天然气开始从原油中分离出来时的压力叫饱和压力。 流动压力：油井在正常生产时测得的油层中部压力叫流动压力。 2、什么叫生产压差、地饱压差、流饱压差、注水压差、总压差？ 答：生产压差：静压（即目前地层压力）与油井生产时测得的井底流压的差值。 地饱压差：目前地层压力与原始饱和压力的差值叫地饱压差。 流饱压差：流动压力与饱和压力的差值叫流饱压差。 注水压差：注水井注水时的井底压力与地层压力的差值叫注水压差。 总压差：原始地层压力与目前地层压力的差值叫总压差。 3、什么叫采油速度、采出程度、含水上升率、含水上升速度、采油强度？ 答：采油速度：是指年产油量与其相应动用的地质储量比值的百分数。 采出程度：累积采油量与动用地质储量比值的百分数。 含水上升率：是指每采出1%地质储量的含水上升百分数。 含水上升速度：是指只与时间有关而与采油速度无关的含水上升数值。 采油强度：单位油层有效厚度的日产油量。 4、什么叫采油指数、比采油指数？ 答：采油指数：单位生产压差下的日产油量。 比采油指数：单位生产压差下每米有效厚度的日产油量。 5、什么叫水驱指数、平面突进系数？ 答：水驱指数是指每采出1吨油在地下的存水量单位为方/吨。
地层破裂压力和坍塌压力预测 摘要 地层破裂压力和地层坍塌压力是钻井工程设计的重要依据，对确定合理的钻井液密度和其他钻井参数有重要意义。在参考了一些书籍和相关论文的基础上，对地层破裂压力和坍塌压力的预测方法做出了较为系统的总结。地层破裂压力的预测主要有H-W模式和H-F模式，包括伊顿法、黄荣樽法、安德森法等；地层坍塌压力的预测主要基于井壁岩石剪切和拉伸破坏的原理。 关键词：破裂压力；坍塌压力；预测
第一章前言 地层破裂压力是指使地层产生水力裂缝或张开原有裂缝时的井底流体压力。它是钻井和压裂设计的基础和依据。如何准确地预测地层破裂压力，对于预防漏、喷、塌、卡等钻井事故的发生及确保油气井压裂增产施工的成功有着重要的意义。 地层坍塌压力是指随着钻井液密度的降低，井眼围岩的剪应力水平不断提高，当超过岩石的抗剪强度时，岩石发生剪切破坏时的临界井眼压力。它的确定对于确定合理的钻井液密度和钻井设计及施工有重要意义。 地层三项压力研究历史及发展现状： ?八十年代以前，地层孔隙压力以监测为主，地层破裂压力预测处于经验模式阶 段，如马修斯-凯利模式、伊顿模式等。没有地层坍塌压力的概念。 ?八十年代，提出了地层坍塌压力的概念，从理论上对地层三个压力进行了公式 推导。 ?九十年代以来，一般根据岩石力学的基本原理由地应力和地层的抗拉强度预测 地层的破裂压力，进入实用技术开发阶段。 目前，地层三项压力预测技术已经得到广泛的重视，也从各个方面对其进行了研究和应用： ●室内实验研究方法（研究院） ●地震层速度法（石大北京） ●常规测井资料法（华北钻井所、石大） ●页岩比表面积法（Exxon) ●人造岩心法(Norway) ●岩屑法(Amoco、石油大学） ●LWD、SWD法（厂家） ●经验模式法（USA)
地震地层压力预测 摘要 目前，地震地层压力预测方法归纳起来可以分为图解法和公式计算法两大类10余种。本文对各种地震地层压力预测方法进行了系统地归纳和总结，并对各种方法的特点、适用性以及存在的问题进行分析和讨论.在此基础上，就如何提高压力预测的精度，提出了一种简单适用的改进措施，经J1.K地区的实测资料的验证，效果良好。 主题词地层压力地震预测正常压实异常压实 引言 众所周知，油气层的压力是油气层能量的反映，是推动油气在油层中流动的动力，是油气层的“灵魂”。因此，在石油和天然气的勘探开发中，研究油气层的压力具有十分重要的意义。 首先，在油气田勘探中，研究油气层压力特别是油气层异常压力的分布，以及预测和控制油气层压力的方法，不仅可以保证安全快速地钻进，而且可以正确地设计泥浆比重和工程套管程序;同时也可以帮助选择钻井设备类型和有效安全正确的完井方法等。这些都直接关系到钻井的成功率以及油气田的勘探速度等问题。其次，在油气田开发过程中，准确的压力预测以及认真而系统的油气层压力分布规律的研究，不仅可以帮助我们认识和发现新的油气层，而且对于了解地下油气层能量、控制油气层压力的变化，并合理地利用油气层能量最大限度地采出地下油气均具有十分重要的意义。 多少年来，人们在异常地层压力(这里主要指异常高压或超压)预测方面进行了种种尝试，然而直到本世纪70年代以来，随着岩石物理研究的不断深人以及地震技术的不断提高，才真正使得地层压力的地震预测成为现实。 对于异常高压地层，一般表现为高孔隙率、低密度、低速度、低电阻率等特点，因此，凡是可以反映这些特点的各种地球物理方法均可用于检测地层压力。但是，由于各种测井方法均为“事后”技术，这就使得在初探区内利用地震方法进行钻前预测显得尤为重要。与此同时，地震地层压力预测还可以提供较测井方法更为丰富的空间压力分布信息。 利用地震资料进行地层压力预测，主要是利用了超压层的低速特点，因为在正常情况下，速度随深度的增加而增加，当出现超压带时，将伴随出现层速度的降低。可见，取准层速度资料是预测地层压力的关键之一，而选择合适的地层压力预测方法同样是一个十分重要的环节。 到目前为止，地震地层压力预测的方法名目繁多，但就总体而言，大致可分为图解法和公式计算法两大类。本文将对各种地震地层压力预测方法的内容、特点、应用效果以及存在的问题等作一系统全面的叙述。在前人研究工作的基础上，就如何提高地震地层压力预测的精度，本文提出一种简单而实用的改进措施，经JLK(吉拉克)地区实际资料的计算，效果良好。 地震地层压力预测方法综述 图解法 在所有地震地层压力预测方法中，最为直观简便的方法莫过于图解法了。按照判定超压层方式的不同，又可细分为等效深度图解法、比值法和量板法三种。 等效深度图解法 等效深度图解法(或可形象地称之为直接趋势线判别法)是以页岩压实概念为基础
第四节地层破裂压力 一、地层破裂压力的重要性 为了合理进行井身结构设计（套管层次、下入深度）和制定钻井施工措施，除了掌握地层压力梯度剖面外，还应了解不同深度处地层的破裂压力。在钻井中，合理的钻井液密度不仅要略大于地层压力，还应小于地层破裂压力，这样才能有效地保护油气层，使高低压油气层不受钻井液损害，避免产生漏、喷、塌、卡等井下复杂情况，为全井顺利钻进创造条件，以获得高速、低成本、安全高效钻井。地层破裂压力还是确定关井极限套压的重要依据之一。 二、影响地层破裂压力的主要因素 地层的破裂压力首先取决于其自身的特性。这些特性主要包括地层中天然裂缝的发育情况，他的强度（主要是抗拉伸强度）及其弹性常数（主要是泊松比）的大小。 地层中孔隙压力的大小也对其破裂压力有很大的影响。一般来说，地层的孔隙压力越大，其破裂压力也越高。 从力学角度看来，地层的破裂是地层受力作用的结果，除了流体压力的作用外，也和地层中存在的地应力大小有很大的关系。 在地下埋藏着的岩层中，由于受其上方覆盖岩层的重力作用和构造运动的影响，作用着地应力。这种地应力在不同的地区和不同的油田构造断块里是不同的。 通常，三个主方向上的地应力是不相等(如图1-4-1)。即有： σx≠σy≠σz (4-1) 1、上覆岩层压力 表示）,它是由深度H以上岩层的重力产生的。如果地层孔图中σz表示上覆岩层压力（有时也用P 隙压力是P ，则有 p (4-2) σz＝σz′＋P p 式中，σz′称为“有效上覆岩层压力”。它表示扣除孔隙压力的影响后，直接作用在岩层骨架颗粒上的应力。也称为骨架应力。 2、水平地应力 根据该地区有无受到构造运动的影响以及构造运动的形态，可将水平地应力分为三种情况。 (1)未受到地质构造运动扰动过的沉积较新的连续沉积盆地，属于水平均匀地应力状态。其水平地应力只来源于上覆岩层的重力作用。 设地下岩层为各向同性，均质的弹性体，则根据地层在水平方向上的应变受到约束的条件可以导出：бx′=бy′=μ*бz′／（1－μ） (4-3) 式中：бx′、бy′—水平方向的两个有效的主地应力，且有 бx′＝бx－Pp (4-4) бy′＝бy－Pp (4-5) 式中：бz′—有效地上覆岩层压力,MPa
地层压力公式 1．静液压力Pm (1)静液压力是由静止液柱的重量产生的压力，其大小只取决于液体密度和液柱垂直高度。在钻井中钻井液环空上返速度较低，动压力可忽略不计，而按静液压力计算钻井液环空液柱压力。 (2)静液压力Pm计算公式： Pm＝0.0098ρmHm (2—1) 式中 Pm——静液压力，MPa； ρm——钻井液密度，g／cm3； Hm——液柱垂直高度，m。 (3)静液压力梯度Gm计算公式： Gm＝Pm／Hm＝0.0098ρm(2—2) 式中 Gm——静液压力梯度，MPa／m。 2．地层压力Pp (1)地层压力是指地层孔隙中流体具有的压力，也称地层孔隙压力。 (2)地层压力Pp计算公式： Pp＝0.0098ρpHp(2—3) 式中 Pp——地层压力，MPa； ρp——地层压力当量密度，g／cm3； Hm——地层垂直高度，m。 (3)地层压力梯度Gp计算公式： Gp＝Pp／Hp＝0.0098ρp(2—4) 式中 Gp——静液压力梯度，MPa／m。 (4)地层压力当量密度ρp计算公式： ρp＝Pp／0.0098Hm＝102Gp(2－5) 在钻井过程中遇到的地层压力可分为三类： a.正常地层压力：ρp＝1.0～1.07g／cm3； b.异常高压：ρp>1.07g／cm3； c.异常低压：ρp<1.0g／cm3。 3．地层破裂压力Pf 地层破裂压力是指某一深度处地层抵抗水力压裂的能力。当达到地层破裂压力时，使地层原有的裂缝扩大延伸或使无裂缝的地层产生裂缝。从钻井安全方面讲，地层破裂压力越大越好，地层抗破裂强度就越大，越不容易被压漏，钻井越安全。一般情况下，地层破裂压力随着井深的增加而增加。所以，上部地层(套管鞋处)的强度最低，易于压漏，最不安全。 (1)地层破裂压力Pf计算公式：
六、地层压力计算 1、地层孔隙压力与压力梯度 (1)地层孔隙压力 式中,P p—-地层孔隙压力(在正常压实状态下,地层孔隙压力等于静液柱压力),MＰａ; ρf-—地层流体密度,g/cｍ3; g—-重力加速度,9、81ｍ/s2; H—-该点到水平面得重直高度(或等于静液柱高度),ｍ、 在陆上井中,H为目得层深度,起始点自转盘方钻杆补心算起,液体密度为钻井液密度ρm,则, 式中,p h——静液柱压力,MＰa; ρm—-钻井液密度,ｇ／cｍ3; H-—目得层深度,m; ｇ——重力加速度,9.81m/s2。 在海上钻井中,液柱高度起始点自钻井液液面(出口管)高度算起,它与方补心高差约为0、6～3、3m,此高差在浅层地层孔隙压力计算中要引起重视,在深层可忽略不计。 (２)地层孔隙压力梯度 式中Ｇp—-地层孔隙压力梯度,ＭPa/m、 其它单位同上式。 ２、上覆岩层压力及上覆岩层压力梯度 (１)上覆岩层压力 式中 P o-—上覆岩层压力,ＭPa; Ｈ-—目得层深度,m; Φ——岩石孔隙度,%; ρ——岩层孔隙流体密度,g／cｍ３; ρｍ—-岩石骨架密度,ｇ/cm3。 (2)上覆岩层压力梯度 式中,G o--上覆岩层压力梯度,ＭPａ/ｍ; P o——上覆岩层压力,MPａ; H——深度(高度),m。 (3)压力间关系 式中,Pｏ-—上覆岩层压力,ＭＰa; P p—-地层孔隙压力,MPa; σｚ--有效上覆岩层压力(骨架颗粒间压力或垂直得骨架应力),MPａ。 3、地层破裂压力与压力梯度 (1)地层破裂压力(伊顿法) 式中, Pｆ-—地层破裂压力(为岩石裂缝开裂时得井内流体压力),MPa; μ——地层得泊松比;
K值计算方法 施密特算法： Schmitt法建立在土体侧限压缩模量与结构刚度的关系之上，见文献“Revue Francaise de Géotechnique n o71 and 74”： 其中：EI -结构刚度 E oed- 侧限压缩模量 荷兰规范算法： 以下表格列出了在荷兰（在荷兰规范CUR 166中有描述）进行的试验中测量得的水平反力系数的值。表格中列出了割线模量的值，在软件中被直接转化为水平反力系数 - 参见非线性水平反力系数。 依据Ménard（梅纳德）法计算水平反力系数 基于刚性板荷载作用下岩土材料的实验（旁压试验）测量结果，Ménard得到下列表达式： 其中：E M 旁压模量，也可以用岩土材料的压缩模量代替 a以固支结构底端深度为依据的特征长度，根据Ménard假设，位 于坑底以下2/3桩墙嵌固深度处 α 岩土材料流变系数 依据Chadeisson（查德森）法计算水平反力系数 迭代法计算水平反力系数 软件可以根据岩土材料的变形特征通过自动迭代运算得到水平反力系数。该方法建立在如下假设之上，即随着土压力的改变，结构受力状态发生改变时，以变形模量 Edef [MPa]定义的弹性子空间的变形与结构的变形是一样的。 因此，迭代过程中需要找到 kh[MN/m3]的一个特定值，使得结构和邻近岩土材料的变形相一致。当对kh进行迭代分析时，不考虑结构的塑性变形。计算无支锚式桩墙第i段的水平反力系数的示意图清楚地显示了这一点，如下图： 由于σr –σ随深度不断变化，因此软件对结构的每一段都采用均布荷载σol [MPa]。然后，再计算作用在整个第i段上的压力变化值（ [MPa*m]）。这种变化是由从第1到第n段的土压力变化引起的（σol,1 - σol,n）。压力的总变化值Δσi会随结构强度mi*σor,i [MPa]减小。新的弹性刚度的值如下：
※各重压力的计算 注:1MPa(兆帕)=（千克力）/厘米2 =1000Kpa(千帕) 粗略计算时可认为 Map = 1Kgf/厘米 2 = 100 Kpa 一.地层·井筒内·地层孔隙, （千克力）Kgf/厘米2 =重力加速度,×地层(井筒内) 液体密度, g/cm3×井深/m (1～2)举例:某井深2000米, 所用泥浆密度为1．20；求井底的静液 柱压力·地层 静液柱压力·井筒内静液柱压力·地层孔隙压力 解:1. 井底静液柱压力,MPa =××2000= MPa 2．地层·井筒内静液柱压力·地层孔隙压力, 千克力Kgf /厘米2 =××2000=235千克力/厘米2 二.压力梯度－地层的各种随压力地层所处的垂直深度的增加而升高，垂 直深度每增加1米（或其他长度单位）压力增加的数值称为压 力梯度;通常以千克力/厘米2·米（Kg/cm2·m）作单位; 计算： a．压力梯度, 千克力(Kgf) /厘米2·米=压力, 千克/厘米2÷深(高)度/米; b1．压力梯度, KPa/米=静液压力KPa÷液柱高度/m b2．压力梯度, KPa/米=液体密度× ※泥浆加重剂用量的计算 泥浆加重剂用量/吨={原浆体积/m3×重晶石密度× (欲加重泥浆密度-原浆密度)} ÷(加重剂密度-欲加重泥浆密度)
※混浆密度计算 混浆密度g/cm3 =(原浆密度×原浆体积m3 +混浆密度×混浆体积m3)÷（原浆体积m3+混浆体积m3） ※聚合物胶液的配制 列：欲配制水：大分子：中（小）分子：=100 m3：：的聚合物胶液40m3, 大.小分子各需多少 计算： 一．大分子量=40m3×％(吨)﹦(吨) 二．小分子量﹦40 m3×％=(吨) ※压井时泥浆密度的计算： 1.地层压力，MPa=关井立管压力,MPa+(重力加速度,×泥浆密度,g/cm3×井 深,m) 2. 压井时的泥浆密度,g/cm3=(原泥浆密度+ 安全附加泥浆密 度,g/cm3 )+( 100×关井立管压力/MPa÷井深/m) 例:某井用密度的泥浆钻至1000米时发生井喷, 关井后观察, 立管压力=,Ｐ套=,若取安全附加泥浆密度=1.67 g/cm3 问:关井时应采用泥浆密度为多大合适 解：+{100×（+）}÷1000=1.56 g/cm3的泥浆密度合适
地层破裂压力试验 一、作业应具备的条件 1.凡是下入各层技套后的探井及设计有要求的井，都要做地层破裂压力试验。 2.做地层压力破裂试验前，整套井控设备必须安装完备并试压合格。 3.钻井整套设备运行良好、试压泵（建议用一台水泥车，能够准确记录泵入钻井液的量）能正常工作、及各种仪表灵敏、能准确读数。 4.各岗位人员全部到位，分工明确，联络通畅，配合熟练，为收集且记录好准确、齐全的数据做充分的准备。 二、设备和工具的检查 1．检查所有有关的压力表要完好。 2．检查所有的阀门完好、灵活、不刺不漏。 3.闸门组各闸门开关灵活，不刺不漏。 4.检查远程控制台、司钻控制台，保证工作正常，液控管线不刺 不漏。 5.试压泵（水泥车）性能良好，管线畅通、联接正确。 三、地层破裂压力试验步骤 1.钻穿水泥塞钻开试压地层。一般钻新井眼3～5m或套管鞋以下第 一个砂岩层，如果没有砂层，最多钻10m新井眼。 2.循环钻井液清洗井眼，将井内钻井液循环均匀后，测量井内钻井 液密度且作好记录。
3.上提钻具使钻头进入套管内关防喷器。 4.用较小排量（0.66～1.32L/S）向井内注入钻井液。 5.计算上顶力（注压时，一定要使上顶力小于井内钻具在钻井液中的重量，否则闸板防喷器的闸板必须封在靠近钻杆公接头处，防止钻具上行）。 6记录各个时间的泵入量和相对应的立管压力值。 7做出液压试验曲线 （以***队承钻的****井地层破裂压力试验为例） 1、组合下钻探到水泥塞面后，钻穿水泥塞后钻进新地层5米，井深1806米处，随后循环泥浆，将井筒清洗干净。（泥浆循环均匀后测量泥浆性能，此时泥浆密度为1.18g/cm3） 2、起出一立柱，钻头提至套管鞋以内（套管下深1800.82米），接上方钻杆，关半封闸板防喷器，注意绞车刹死，闸板一定要错开钻杆接头处。 3、用试压泵以小排量往井里注入钻井液。 4、记录不同时间的注入量和套管压力。（用试压泵注压是接在压井管汇上，立管压力与套管压力有滞后效应，如果是正注压就记录立管压力）。 5、重复第4步，没有漏失前立压值应和累计泵入量成线性正比关系，到达漏失压力时，立压涨幅变缓，之后压力达到最大值后逐渐
破裂压力计算概述 1引言 1.1破裂压力概念 地层破裂压力(P B)定义为使地层产生水力裂缝或张开原有裂缝时的井底压力,要实现水力加砂压裂的前提条件是应该有足够的地面泵压使井底目的层地层开裂。实际生产中通常用破裂压力梯度G B(地层破裂压力P B与地层深度H的比值)表示破裂压力的大小,破裂压力梯度值G B一般由压裂实践统计得出。地层破裂压力与岩石弹性性质、孔隙压力、天然裂缝发育情况以及该地区的地应力等因素有关。在压裂施工中的地层破裂压力还可以这样来理解就是裂缝即将开启而未开启时的井底压力；在压裂施工作业中，如果起泵初期压力有比较明显的降落时，那么我们就可以确定出破裂压力来这一数值可用下面这一关系式来描述：地层破裂压力=裂施工作业初期的最高套管压力+层中部的液柱压力 1.2破裂压力的获取途径 水力压裂是油气井最常用的一种增产措施，而地层破裂压力是压裂设计和施工工艺的一项重要参数，确定该参数正确与否，将关系到能否保证压开地层等问题。 该参数的获取有两种途径：一是进行室内岩石力学实验或井场水力压裂施工；二是从测井资料中提取。目前，用测井资料估算砂泥岩剖面地层破裂压力的方法与技术较为成熟。由于碳酸盐岩地层原生孔隙很小，次生孔隙的发育使岩石的刚性大大减弱，并呈现出明显的非均质性与各向异性，同时不同的构造部位受构造应力作用的强度难以确定，最小水平主应力和岩体抗张强度的度量较难，造成用测井资料计算的地层破裂压力精度较低。碳酸盐岩地层破裂压力与测井响应具有密切的关系。利用能够反映碳酸盐岩地层基本特性和岩石力学性质的测井信息，预测碳酸盐岩地层的破裂压力是一种经济、简便的可靠途径。 1957年，Hubbert和Willis根据三轴压缩试验，首先提出了地层破裂压力预测模式即H-W模式。到目前为止，国内外提出了许多预测地层破裂压力的方法。比较常用的有Eaton法，Stephen法，黄荣樽法等。1997年Holbrook发表了适于预测张性盆地裂缝扩展压力的一种方法。现场应用表明，修正后的模型具有较高的精度。 以上方法需要确定地层的泊松比、地层的构造应力系数、抗拉强度、室内岩心三轴试验和现场典型的破裂压力试验。
地层压力(formation pressure)是指由于沉积物的压实作用，地层中孔隙流体(油、气、水)所承受的压力，又称之孔隙流体压力(pore fluid pressure)或孔隙压力(pore pressure)。正常压实情况下，孔隙流体压力与静水压力一致，其大小取决于流体的密度和液柱的垂直高度，凡是偏离静水压力的流体压力即称之为异常地层压力(abnormal pres．sure)，简称异常压力。孔隙流体压力低于静水压力时称为异常低压或欠压，这种现象主要发现于某些致密气层砂岩和遭受较强烈剥蚀的盆地。孔隙流体压力高于静水压力时称为异常高压或超压，其上限为地层破裂压力(相当于最小水平应力)，可接近甚至达到上覆地层压力。地层压力分类常用的指标是地层压力梯度(单位长度内随深度的地层压力增量，单位为MPa／km)和压力系数(实际地层压力与静水压力之比)。 本文来自: 博研石油论坛详细出处参考https://www.doczj.com/doc/df10833598.html,/thread-27166-1-5-1.html 压力系数： 指实测地层压力与同深度静水压力之比值。压力系数是衡量地层压力是否正常的一个指标。压力系数为0.8~1.2为正常压力，大于1.2称高压异常，低于0.8为低压异常。摘自《油气田开发常用名词解释》 压力梯度： 首先理解什么是梯度：假设体系中某处的物理参数(如温度、速度、浓度等)为w，在与其垂直距离的dy处该参数为w+dw，则其变化称为该物理参数的梯度，也即该物理参数的变化率。如果参数为速度、浓度或温度，则分别称为速度梯度、浓度梯度或温度梯度。 当涉及到压力的变化率时，即为压力梯度。 区别之处就在于，压力系数为衡量地层压力是否正常的一个指标，压力梯度为压力的变化率。 压力系数就是实际地层压力与同深度静水压力之比。 压力梯度即地层压力随深度的变化率。 地层的压力系数等于从地面算起，地层深度每增加10米时压力的增量。 压力梯度是指地层压力随地层深度的变化率。
钻头水利参数计算公式： 1、 钻头压降：d c Q P e b 422 827ρ= （MPa ） 2、 冲击力：V F Q j 002.1ρ= (N) 3、 喷射速度：d V e Q 201273= (m/s) 4、 钻头水功率：d c Q N e b 42 3 05.809ρ= （KW ） 5、 比水功率：D N N b 21273井 比 ＝ (W/mm 2) 6、 上返速度：D D V Q 2 2 1273杆 井 返＝ - （m/s ） 式中：ρ－钻井液密度 g/cm 3 Q －排量 l/s c －流量系数，无因次，取0.95～0.98 d e －喷嘴当量直径 mm d d d d e 2 n 2 22 1+?++= d n ：每个喷嘴直径 mm D 井、D 杆 －井眼直径、钻杆直径 mm 全角变化率计算公式： ()()?? ? ???+?+ ?= -?-?225sin 2 2 2 b a b a b a L K ab ab ?? 式中：a ? b ? －A 、B 两点井斜角；a ? b ? －A 、B 两点方位角
套管强度校核： 抗拉：安全系数 m ＝1.80（油层）；1.60～1.80（技套） 抗拉安全系数＝套管最小抗拉强度/下部套管重量 ≥1.80 抗挤：安全系数：1.125 10 ν泥挤 H P = 查套管抗挤强度P c ' P c '/P 挤 ≥1.125 按双轴应力校核： H n P cc ρ10= 式中：P cc －拉力为T b 时的抗拉强度（kg/cm 2） ρ －钻井液密度（g/cm 3） H －计算点深度（m ） 其中：?? ? ? ?--= T T K P P b b c cc K 2 2 3 T b ：套管轴向拉力（即悬挂套管重量） kg P c ：无轴向拉力时套管抗挤强度 kg/cm 2 K ：计算系数 kg σs A K 2= A ：套管截面积 mm 2 σs ：套管平均屈服极限 kg/mm 2 不同套管σs 如下： J 55：45.7 N 80:63.5 P 110:87.9
在此处键入公式。六、地层压力计算 1、地层孔隙压力和压力梯度 (1)地层孔隙压力 H g p f p ???=-ρ310 式中，P p ——地层孔隙压力(在正常压实状态下，地层孔隙压力等于静液柱压力)，MPa ； ρf ——地层流体密度，g/cm 3 ； g ——重力加速度，9.81m/s 2； H ——该点到水平面的重直高度(或等于静液柱高度)，m 。 在陆上井中，H 为目的层深度，起始点自转盘方钻杆补心算起，液体密度为钻井液密度 ρm ，则，H g p m h ???=-ρ310 式中，p h ——静液柱压力，MPa ； ρm ——钻井液密度，g/cm 3 ； H ——目的层深度，m ； g ——重力加速度，9.81m/s 2。 在海上钻井中，液柱高度起始点自钻井液液面(出口管)高度算起，它与方补心高差约 为0.6～3.3m ，此高差在浅层地层孔隙压力计算中要引起重视，在深层可忽略不计。 (2)地层孔隙压力梯度 H P G P p = 式中 G p ——地层孔隙压力梯度，MPa/m 。 其它单位同上式。 2、上覆岩层压力及上覆岩层压力梯度 (1)上覆岩层压力 ])1[(1081.93o ρρΦ+Φ-?=-m H P 式中 P o ——上覆岩层压力，MPa ； H ——目的层深度，m ； Φ——岩石孔隙度，％； ρ——岩层孔隙流体密度，g/cm 3 ； ρm ——岩石骨架密度，g/cm 3 。 (2)上覆岩层压力梯度 H P G o o = 式中，G o ——上覆岩层压力梯度，MPa/m ； P o ——上覆岩层压力，MPa ； H ——深度(高度)，m 。 (3)压力间关系 z p P p O σ+= 式中，P o ——上覆岩层压力，MPa ； P p ——地层孔隙压力，MPa ；
地层压力快速测试解释技术 1．地层压力分布原理： 常规的地层压力是严格遵循达西定律，对于油井的分布曲线应 该是这个规律的。 在不同的压力点其恢复曲线也不同，但最终的地层压力在影响 半径处是相同的。 p r 由上图表明流动过程中如果确定不同的初始压力点，也可以计算出地层re（影响半径）处的地层压力 2压力恢复曲线的测试： 压力恢复曲线的测试是油田油井常用的测压手段，起测试的压力数据是压力-时间变化曲线。常规的测试一般测试地层压力需要3天
以上的时间，而低渗透油藏需要10多天甚至一个月以上的时间来判断和计算地层压力。 P t 3地层压力快速计算的原理： 由地层压力分布曲线和压力测试曲线，看，在同一个井底压力的初始点，测试曲线稍微滞后一点。但压力趋势是一致的，也就是说压力恢复曲线的测试实际就是压力分布曲线的测试。 在这个基础上，我们将t时刻的井底测试压力认为是距生产井r 处的压力传递过来的反应。于是就有了 pt=pr pt----t时刻的井底测试压力 pr---r处的压力于t时刻传递到井筒
基于上述原理，我们就可以利用短时间内的压力恢复曲线来计算地层re处的压力了。 4测试时间要求： 因为地层恢复过程有一些不可预料的因素，而且，测试仪器的精度等一些客观因素，在分析计算的时候，需要大量的数据来修正计算误差。所以低渗透游藏一般测试时间安排至少一天，如果是常规油藏，测试时间4-6小时就可。 测试数据密度点要求：因为是短时间测试，需要高密度和高精度的压力传感器，一般设置为30秒一个测试压力点即可。 5低渗透油藏的新的测试方法： 由于油井恢复速度慢，至少一天的时间，担心影响产量，可以测试对应水井，但要求是水井的注水压力高。在地面用压力传感器和计算机自动化采集压降数据4-6小时即可。这样是以水井的影响半径处的地层压力来替代油井的测试。以减少测试时间。 6 技术优点： 不占大量的生产时间，快速动态的分析地层压力变化。计算方法合理，利用测试密度点是为了得到地层压力分布曲线的曲率，尤其适应低渗透油藏的测试计算。因为老油田具备一些大孔道，其低渗透层的压力恢复规律反而被掩盖了。必须通过分层解释技术来分析。 7 技术要求： 要求开放式测试数据，不下封隔器，常规的测压数据就可以，水
地震波阻抗资料预测地层压力 1968年，潘贝克提出利用地震层速度预测地层压力的方法。随着岩石物理研究的不断深入和地震技术的不断提高，使地震技术预测地层压力成为可能，其精度大幅度提高。 在地震压力预测中，经常使用的资料是地震速度谱资料和地震反演得到的地震波阻抗资料。由于地震速度谱资料在纵向上测点较少，不能满足压力精确预测的需要。反演波阻抗资料在纵向上是连续的，可用的信息较多，是压力预测的主要基础资料。 地震波在地层介质中的传播速度与地层的岩性、岩层的压实程度、岩层的埋藏深度以及岩层的地质时代等因素有关，一般情况下，地震波的传播速度随地层埋藏深度的加大而增加。因此，同样岩性的岩石，埋藏深、时代老，要比埋藏浅、时代新的岩石波传播速度要大。但在高压地层段内，由于岩层孔隙空间充填气体或液体，压力的增大和岩石密度的减小，使波在液体和气体中传播的速度要低于在岩石骨架固体中的传播速度。因而，孔隙度和波传播速度有反比关系，即同样岩性岩石，当孔隙度大时，其速度相对较小。孔隙度的变化意味着岩石密度的变化，它同密度亦有反比的关系，即孔隙度变大，密度相对减小。因此，速度的变化实际随岩石密度的增大而增大。综上分析，地震波在地层介质中的传播速度与岩层埋藏深度、岩石沉积年代和岩石密度有正比关系，与岩石孔隙度变化成反比关系，这些特性与常规声波测井的规律性是一致的，因此，用地震波进行地层压力预测的理论是可行的。 异常高压地层具有高孔隙度、低密度的特点，因而在地震速度上具有低速的特征。在浅层正常压实带，地震层速度随着深度的增加而不断增大，具有很强的规律性。但是，若在地下某一深度出现异常高压，则表明该深度的地层处于欠压实状态，其孔隙度比相同深度处正常压实的孔隙度高，地震层速度比相同深度处正常压实的地震层速度小。利用这一特征，即地震层速度在同一深度上处于异常压实带和处于正常压实带的差异，可以定量的计算地下地层压力。 地震层速度预测地层压力的方法，常用的有图解法和公式法两大类。图解法包括等效深度图解法、比值法和量版法三种。公式法包括压实平衡法、等效深度公式计算法、Eaton 法、Fillipone 法和Martinez 法等。 尽管如此，关于异常压力形成机理仍存在许多有争议的问题，异常压力数值模拟也存在一些地质影响因素难以量化的问题，另外，异常压力对油气成藏的控制作用也不十分明确。 Fillippone 法与刘震法 Fillippone 法是有加利福尼亚联合石油公司的W.R.Fillppone 提出的。他在1978年和1982年通过对墨西哥湾等地区的测井、钻井、地震等多方面资料的综合研究，先后提出两套不依赖正常压实趋势线的简单而实用的计算公式，并在墨西哥湾等地的实际应用中取得了良好的效果，具体公式如下 max max min i f ov v v P P v v -=- （！）
地层漏失试验程序 1.1.1 试漏层位： 二开后钻揭新地层5~10m做地层破裂压力试验。 1.1.2 试漏程序： （1）试验前循环调节钻井液性能，保证钻井液性能均匀，以满足试验施工要求。 （2）上提钻头至套管鞋内，井内灌满钻井液，关井。 （3）用水泥车或试压泵采用从钻具水眼或环空两种方式中的一种向井内泵入钻井液。裸眼长度在5m以内的选用0.7~1.0L/s的排量，超过5m的选用2~4L/s的排量。 （4）为了求取试漏层最小主地应力和岩石抗拉强度数据，地层压裂后应进行停泵和重张压力测量。 （5）当压力达到井口承压设备中的最小额定工作压力或套管承受的压力达到套管中的最小抗内压强度80%时仍未被压裂，应停止试验。 1.1.3 试漏数据采集： （1）日期、时间、井号、井深、套管尺寸及下深、地层及岩性、钻井液密度、注入泵型号、缸套直径及冲数。 （2）每间隔20~50L泵入量或每间隔10s（泵速恒定）记录一次相应泵压和注入量或时间。开始时记录点间隔可大些，后期应加密记录点。正循环 泵入时，泵压由立管或井口压力表读数。环空泵入时由环空压力表读数。 （3）地层压裂后继续泵入直到记录出压力平稳段后停泵，停泵每间隔10s记录一次泵压，直至记录出泵压平稳段。 （4）待泵压相对稳定后，重新开泵压开地层，继续泵入钻井液直至再次出现压力平稳段停泵，每间隔10s记录一次重张压力。 （5）详细记录试验过程中的压力与排量变化情况，特别要读出破裂压力值、裂缝延伸压力、瞬时停泵开始压力、停泵后压力下降的拐点、重新开泵后的裂缝重张压力、裂缝延伸压力等各项数据。 1.1.4 试漏结果： 根据采集的数据做出如下图所示的试漏曲线；
地层破裂压力试验方法 一、地层破裂（漏失）压力概念 二、确定地层破裂压力的方法 三、地层试漏曲线分析 四、地层破裂（漏失）压力计算 五、地层破裂（漏失）压力试验 目标 一、了解地层破裂（漏失）压力概念，会分析地层试漏曲线。 二、掌握地层破裂（漏失）压力试验方法及步骤及曲线绘制。 三、掌握地层破裂（漏失）压力及允许关井套压计算方法。 地层破裂压力是指某一深度地层发生破碎和裂缝时所能承受的压力。当达到地层破裂压力时，地层原有的裂缝扩大延伸或无裂缝的地层产生裂缝。 一、地层破裂压力 一般情况(遵循压实规律)下，地层破裂压力随着井深的增加而增大。 在钻井时，钻井液柱压力的下限要保持与地层压力相平衡，实现压力控制。而其上限则不能超过地层的破裂压力，以避免压裂地层造成井漏。 一、地层破裂压力 地层漏失压力是指某一深度的地层产生钻井液漏失时的压力。 对于正常压力的高渗透性砂岩、裂缝性地层以及断层破碎带处，往往地层漏失压力比破裂压力小得多，而且对钻井安全作业危害很
大。 一、地层漏失压力 习惯上以地层漏失压力作为确定井控作业的关井压力依据。这样更加趋于安全。 一、地层漏失压力 1、预测法——应用经验公式预测地层破裂压力，作为钻井设计的依据。 2、验证法——在下套管固井后，必须进行试漏试验，以验证预测的破裂压力。
二、确定地层破裂（漏失）压力的方法 在做地层破裂压力试验时，在套管鞋以上钻井液的静液压力和地面回压的共同作用下，使地层发生破裂而漏失 1、漏失压力（PL） 从图中可以看到：一开始，立压变化几乎与注入量成一直线关系，这说明井下尚无漏失现象。但从L点发生转折，试验曲线偏离直线，呈曲线变化，但压力继续上升。表明此时地层的骨架颗粒开始分离，但未形成裂缝，钻井液开始漏失（但漏速小于注入量）。 试验曲线偏离直线的点，是地层开始漏失的点，这时地层所承受的压力称为地层漏失压力。 三、典型试漏曲线分析 2、破裂压力（PF） 从图中可以看到：从L点发生转折后，呈曲线变化，但压力仍继续上升，至最大峰值F点后下降，这时地层破裂，形成裂缝，钻井液向裂缝中漏失（漏速大于注入量），其后压力将下降。此时停泵，压力趋于平稳。 试验曲线的最高点。反映了井内压力克服地层的强度使其破裂，形成裂缝，钻井液向裂缝中漏失，其后压力将下降。 3、延伸压力（PPRO） 压力趋于平缓的点。它使裂缝向远处扩展延伸。 四、地层破裂压力试验
地层破裂压力
第四节地层破裂压力 一、地层破裂压力的重要性 为了合理进行井身结构设计（套管层次、下入深度）和制定钻井施工措施，除了掌握地层压力梯度剖面外，还应了解不同深度处地层的破裂压力。在钻井中，合理的钻井液密度不仅要略大于地层压力，还应小于地层破裂压力，这样才能有效地保护油气层，使高低压油气层不受钻井液损害，避免产生漏、喷、塌、卡等井下复杂情况，为全井顺利钻进创造条件，以获得高速、低成本、安全高效钻井。地层破裂压力还是确定关井极限套压的重要依据之一。 二、影响地层破裂压力的主要因素 地层的破裂压力首先取决于其自身的特性。这些特性主要包括地层中天然裂缝的发育情况，他的强度（主要是抗拉伸强度）及其弹性常数（主要是泊松比）的大小。 地层中孔隙压力的大小也对其破裂压力有很大的影响。一般来说，地层的孔隙压力越大，其破裂压力也越高。 从力学角度看来，地层的破裂是地层受力作用的结果，除了流体压力的作用外，也和地层中存在的地应力大小有很大的关系。 在地下埋藏着的岩层中，由于受其上方覆盖岩层的重力作用和构造运动的影响，作用着地应力。这种地应力在不同的地区和不同的油田构造断块里是不同的。 通常，三个主方向上的地应力是不相等(如图1-4-1)。即有： σx≠σy≠σz (4-1) 1、上覆岩层压力 图中σz表示上覆岩层压力（有时也用P0表示）,它是由深度H以上岩层的重力产生的。如果地层孔隙压力是P p，则有 σz＝σz′＋P (4-2) p 式中，σz′称为“有效上覆岩层压力”。它表示扣除孔隙压力的影响后，直接作用在岩层骨架颗粒上的应力。也称为骨架应力。 2、水平地应力 根据该地区有无受到构造运动的影响以及构造运动的形态，可将水平地应力分为三种情况。 (1)未受到地质构造运动扰动过的沉积较新的连续沉积盆地，属于水平均匀地应力状态。其水平地应力只来源于上覆岩层的重力作用。 设地下岩层为各向同性，均质的弹性体，则根据地层在水平方向上的应变受到约束的条件可以导出： бx′=бy′=μ*бz′／（1－μ） (4-3)