集成的三维地应力与单井地质力学计算及应用

摘要

在准噶尔盆地南缘新区块安全钻井有两个主要困难：第一是缺乏测井数据从而无法用常规方法计算孔隙压力；第二是背斜构造局部应力变化复杂，单井地应力分析难以给出准确地应力值。为了克服这两个困难，提出使用三维地应力数值解的孔隙压力及钻井液密度窗口预测方法，并成功地将其应用于准噶尔盆地南缘吐谷鲁背斜区块高压气井LT1井的钻井工程之中。在区块三维地应力场的计算模型中引入了基于地震波层位信息的详细构造，得到了区块的精细地应力场三维数值解。进一步计算得到了孔隙压力及钻井液密度窗口预测值。根据三维地应力场数值计算结果，结合层速度数据，预测了LT1井全井深8 000 m范围的地层孔隙压力，计算了相应的安全钻井液密度窗口，为安全快优完成LT1井的钻井施工提供了理论指导和准确的参考数据。LT1井成功完钻的实践表明，提出的方法是有效的，给出的孔隙压力及钻井液密度窗口的预测结果是准确的。

关键词

孔隙压力 / 地应力场 / 层速度 / 高压气井 / 钻井液密度窗口 / 准噶尔盆地南缘 / 三压力曲线

基金资助

中国石油天然气集团公司重大专项“准噶尔南缘和玛湖等重点地区优快钻完井技术与试验”（2019F-33）;; 国家自然科学基金项目“非常规天然气开采中关键力学问题理论与试验研究”（11272216）