用测井资料计算地层应力马建海(青海油田分公司)孙建孟(石油大学·山东东营)摘要马建海,孙建孟.用测井资料计算地层应力.测井技术,2002,26(4):347～351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ν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ν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。关键词:地层应力偶极声波测井井眼蹦落法应力应变关系模型ABSTRACTMaJianhuai,SunJianmeng.CalculationofFormationStressUsingLoggingData.WLT,2002,26(4):347-351Basedonstudyingsomeliteratures,wesystematicallysummarisedvarioushorizontalstresscalculationmodels,suchasmulti2poromediummodel,diaxialstressmodel,Mohr2Coulombmodel,primarycompactionmodel,uniaxialstress2strainexperientialrelationmodel,combinedspringmodel,Ge’sstressexperientialrelationmodelandstress2velocityexperientialrelationmodel,etc..Themainmethodsfordetermininghorizontalstressdirectionandprecon2ditionsincludedual2calipersofdipmetersandmicro2resistivityimagingscannersaswellasshearwavesplittingsofdipoleorcross2dipoleacousticmeasurements.Applicationsofformationstressinpetroleumexploration&exploitationarelistedanditsdevelopingtrendisgiven.Subjects:formationstressdipoleacousticloggingboreholewallcollapsemethodstressstrainrelationmodel引言油气勘探开发的许多问题都涉及到地层应力。李志明等[1]列举了15个方面:(1)地质构造形成与演化是构造应力作用及变化的结果;(2)储层中油气运移和聚集与地层应力有关,油气总是由强应力区向弱应力区运移;(3)天然裂缝面和裂隙面与最大主应力方向平行;(4)油田地层应力场状态决定着断层的形态和分布;(5)在渗透率各向异性低渗透率油田中主渗透率方向与最大水平主应力方向趋向一致;(6)在钻井过程中井壁的稳定性与地层岩石的力学性质、地层剖面的地层应力状态有密切关系;(7)油井采油过程中的出砂与地层岩石的力学性质、油层的应力环境、出砂指数有关;(8)在油层改造中地层应力场状态、地层岩石的力学性质决定着水力压裂的裂缝的形态、方位、高度和宽度,影响着压裂的增产效果;(9)油田的采油导致地层压力下降,注水是采油的相反过程,导致地层的压力增大,也会引起地层应力场的变化,造成地层的蠕动和错动;(10)注水开发中井网的布置和调整由于对地层应力场的研究不够而导致无水采油期缩短,驱油效率降低,出现水窜和水淹;(11)地层应力的异常及地层应力场的剧变导致套管的缩径与损坏、错断,稠油热采过程中大量热蒸汽的注入使开发区的应力场发生巨大变化;(12)传统的射孔方案中由于没有进行分层地层应力剖面研究,把某一段泥岩作为隔挡层致使开发过程中造成剖面上的水窜和汽窜;(13)地层应力有关资料是水平井的设计和钻井中的科学依据;(14)地层应力资料又是井斜和钻井轨迹预测评·743·第26卷·第4期测井技术价的重要因素之一;(15)油藏中的张性裂缝发育区是探井井位选择的有利地带等等。目前,许多低孔、低渗砂岩、砂砾岩、火成岩、变质岩油气藏等,均需要靠水力或酸化压裂来提高油气产量。提供准确可靠的地层应力方向分析,可以预测人造缝的方向及注水突进的方向,这对相关类油田的开发有着重要的指导作用。裂缝和断层均为应力作用的产物,因此地层应力分析也是评价裂缝和断层的重要手段。测井估算地层应力数值的方法测井计算的地层应力是原地层应力或扰动地层应力,从时间看主要是现今地层应力,文献[1,2,3]认为测井得出的是现今原地层应力。计算的基本方法是首先应用密度测井积分估算出垂直应力,然后根据地层特点选择适当的模型计算水平地层应力。1.应用密度测井估算垂直应力用密度测井资料计算垂直应力的公式为σv=g∫DTV0ρb(h)dh+O(1)式中σv———总垂直压力;DTV———真垂直深度;g———重力加速度;O———偏移值;ρb—...
