3第一章 钻井工程地质条件—压力(精品)

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第一节 地下压力特性,一、地下各种压力的概念,（一）静液压力（,hydrostatic pressure,）,静液压力,由液柱自身的重力所引起的压力,其大小与液,体的密度与液柱的垂直高度或深度。,p,h,=0.00981,h,l,(1,1),式中,：,p,h,压力,MPa,；,密度,g/cm,3,；h,l,液柱,垂直,高度，,m。,静液压力梯度,单位高度或单位深度的液柱压力称为静液压力梯度，表示静液压力随高度或深度的变化。,G,h,p,h,/h,l,0.00981,两类地层水：,淡水：,G,h,=0.00,981,MPa,/m,；=1.0,g/cm,3,盐水：,G,h,=,0.0,105,MPa,/m；,=1.05,g/cm,3,（,1-2）,（二）上覆岩层压力（,Overburden,pressur,）,上覆岩层压力,地层某,处的上覆岩层压力是该处以上地层（包括岩石基质和岩石孔隙中流体）总重力所产生的压力。,式中,：,p,0,上覆岩层压力，,MPa,；,D,地层,垂直,深度,m；,岩石孔隙,度，%；,ma,岩石骨架密度，,g/cm,3,；,孔隙中流体密度，,g/cm,3,；,0,地层密度，,g/cm,3,。,第一节 地下压力特性,(,1-3),(,1-4),(,1-5),上覆岩层压力梯度,上覆岩层压力随深度增加而增大,。,沉积岩的平均密度大约为2.5克/厘,3,，上覆岩层压力梯度一般为0.0227兆帕/米。,在实际钻井过程中，以钻台作为上覆岩层压力的基准面。,第一节 地下压力特性,（,1-6）,（三）地层压力（,formation,pressue,）,地层压力,指岩石孔隙中的流体所具有的压力，也称地层孔隙,压力（,formation pore,pressue,），,用,p,p,表示。,正常地层压力,等于静液压力，,p,p,=p,h,。,石钻,异常地层压力,地层压力大于或小于正常地层压力。,。,超过正常地层压力的地层压力(,p,p,p,h,),称为异常高压。,低于正常地层静液压力的地层压力(,p,p,p,p,+,3,3,2,1,3.预测方法,（1）,Hubbert,&Willis（1957）,认为：三维不均匀应力状态，,1,2,3,，,且,3,=(,1/31/2),1,井内液压力必须克服地层孔隙压力和最小有效水平地,应力时地层才能破裂。,（2）,Mathews&Kelly(1967),认为：水平均匀地应力状态，,3,=,2,=,K,i,(D),1,井内液柱压力必须克服地层孔隙压力和最小有效水平,地应力时地层才能破裂。,第一节 地下压力特性,（,1-21）,（,1-20）,（3）,Eaton(1969),认为：水平均匀地应力状态，,井内液压必须克服地层孔隙压力和最小有效水平,地应力时地层才能破裂。,（,4）,黄荣樽（1985）,认为：井壁岩石处于三维不均匀应力状态，,1,2,3,；,水平地应力由上覆岩层压力和构造力 两部分产生；,当 井内液压力超过井壁上某一点处的地层孔隙压力、切向（周向）有效应力和岩石的抗拉强度，地层开裂。,第一节 地下压力特性,（,1-22）,（1-23）,（1-24）,式中：,，,由现场压裂实验数据求得；,S,t,岩心抗拉试验求得。,第一节 地下压力特性,4.现场液压试验,思考题,：,1）为什么现场一般在下套管固井后进行压裂实验？,2）如何根据压裂试验曲线计算地层破裂压力,p,f,和构造应力系数,K,ss,？,3）,当井口压力接近地面设备的承压能力时地层仍未压裂，此时该,怎么办？,第一节 地下压力特性,