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地层可钻性各向异性评价及地层造斜特性评估是直井防斜打快技术研究中的主要问题之一。随着直井井深的不断增加,井斜的问题愈加突出,危害愈加严重,在高陡构造、复杂地层中的井斜问题尤为突出,已成为一个“技术瓶颈”。因此,对这些地层的可钻性各向异性及造斜特性进行评价,其重要性显得更加突出。
文中以高陡构造自然造斜特性评价为主线,主要对高陡构造地层可钻性各向异性评价的新方法、地层可钻性各向异性及地层倾角对地层漂移规律的影响进行了深入的研究。
由三维钻速方程出发,建立了地层和钻头各向异性等效力的计算模型,在以前地层力模型的基础上考虑了钻头各向异性及钻头转角对井眼轨迹的影响。
针对以前地层可钻性各向异性评价方法的不足,文中基于声波在横观各向同性地层中传播的理论,通过建立声波与岩石可钻性、垂直于层面的岩石可钻性和平行于层面的岩石可钻性的关系,提出了利用测井资料(主要是声波测井资料)评价地层可钻性各向异性的方法。该方法由于使用了可以反映原状地层特性的测井资料,因而比以前评价方法更切合地层实际。
针对没有探井的新区,文中提出了利用地震资料评价地层可钻性各向异性的方法。其关键是从地震资料中提取地层层速度,然后利用层速度对地层可钻性各向异性进行评价。该方法为新区地层可钻性各向异性的评价提供了新的思路。
按地层各向异性指数之间的大小关系,把地层分为12类。系统研究了这些地层中地层各向异性指数对地层变井斜力和变方位力的影响。研究表明,井底地层根据井斜角和地层倾角的关系可以划分为不同区间,在这些区间中地层各向异性对地层变井斜力和变方位力的影响不同。
系统研究了地层倾角对地层变井斜力和变方位力的影响。研究表明,地层倾角对地层变井斜力和变方位力的影响根据井斜角范围的不同而不同,并得到了不同地层在这些范围内地层倾角对地层变井斜力和变方位力的影响规律。
利用文中介绍的方法对塔里木油田山前高陡构造—克拉苏构造的地层可钻性各向异性进行了评价。结果表明,用该方法评价出的地层可钻性各向异性能正确地反映该地层的自然造斜特性,从而验证了文中提出方法的正确性。根据地层可钻性各向异性的评价结果建立了该地区地层可钻性各向异性的简易评价模型。提出了山前高陡构造钻井的技术对策。