地层破裂压力和地层坍塌压力.pdf

《钻井与完井工程》 地层破裂压力和地层坍塌压力 主要内容 地层破裂压力 地层坍塌压力 压力剖面实例分析 一、地层破裂压力 1、地层破裂压力的工程背景 地层破裂压力贯穿于石油勘探开发的全过程，在采油作业上，20世纪40年代就利用水 力压裂地层达到增产的目的； 但对钻井工程不希望地层破裂，因为容易发生井漏，造成井下复杂事故，因此了解地层 的破裂压力对合理的油井设计和钻井施工都十分重要。 2、地层破裂条件 由井壁所受应力状态确定，其起裂是由于井壁上的有效切向应力大于岩石的抗拉强度。 3、地层破裂压力定义 在井下一定深度出露的地层，承受液体压力的能力是有限的。当井筒液柱压力达到某一数值时 会使地层破裂，这个液体压力称为地层破裂压力。 一、地层破裂压力 岩石破裂压力实验 巴西实验—抗拉强度测试 抗拉强度测试实物照片 一、地层破裂压力 现场实例井的地层岩石破裂情况 某井典型裂缝岩心、井壁图像 一、地层破裂压力 现场实例井的地层岩石破裂情况 某井典型裂缝岩心、井壁图像 一、地层破裂压力 原地地应力（三向受压） σ 垂向应力 （ ） v σ H 通常等于上覆岩层压力p0 ，指地层某处位置点以上地层 岩石基质和孔隙流体总重量产生的压力。  水平地应力（σ 、σ ） H h σ h 指地层岩石在水平方向所承受的应力，一部分由上覆岩层 压力引起的，另一部分由地质构造运动引起的。 最大水平主应力： 符号说明： µ σ σ α σ α α ( =− P ) +A( − P ) + P H v P v P p Μ：泊松比； α：有效应力系数； 1−µ A、B ：构造应力系数； P ：孔隙压力，MPa； 最小水平主应力： P µ g ：重力加速度， m/s2 ； H ：地层埋深，m。 σ σ α σ α α ( =− P ) +B ( − P ) + P h v P v P p