收稿日期:2005-11-21作者简介:程远方(1964-,男(汉族,黑龙江集贤人,教授,博士,博士生导师,主要从事岩石力学方面的教学与科研工作。:167325005(20060520050203岩屑声波法地层压力监测技术研究与应用程远方,王京印,沈海超,赵益忠(中国石油大学石油工程学院,山东东营257061摘要:提出了通过岩屑提取地层信息、为钻井井壁稳定性计算提供必要参数的方法,即通过测量地面岩屑的声波时差,反演得到地层岩石的声波时差,利用岩石的声学性质与力学参数的关系得到地层岩石的力学参数,结合地应力参数,得到井壁周围岩石的应力分布,计算地层的孔隙压力、坍塌压力和破裂压力。对于预探井,在没有测井资料的情况下,利用该方法可以有效地进行地层压力监测。在两口预探井中进行了随钻监测地层压力的现场试验,证明该方法是有效的。虽然该方法在声波测量过程中还有一定的局限性,对最终计算结果的精确度会产生一定影响,但与单纯的地震资料相比,其精确度已大大提高。关键词:岩屑;声波时差;应力;孔隙压力;压力监测:TE271文献标识码:ATechnologyofformationpressuremonitoringbymeasuringcuttingsacousticvelocityCHENGYuan2fang,WANG激ng2yin,SHENHai2chao,ZHAOYi2zhong(CollegeofPetroleumEngineeringinChinaUniversityofPetroleum,Dongying257061,ShandongProvince,ChinaAbstract:Themethod,parametersforcomputationofboreholewellstabilizationindrillingobtainedbymeasuringcuttingsacousticvelocity,waspresented.Theintervaltransittimeofformationrockwascalculatedbymeasuringcuttingsintervaltransittimeonthegroundconditionsandthenrockmechanicsparameterscouldbegottenaccordingtotherelationofacous2ticpropertiesandmechanicsparameters.Combinedwithinsitustressdistribution,thestressdistributionofformationnear2byboreholecouldbeachieved,sothattheporepressure,collapsepressureandfracturepressurewerecalculated.Especially,thatisveryimportantforexplorationwellsbecauseoflesswelllogginginformationbeforedrilling.Althoughthismethodhasacertainlimitationwhichcouldexertaninfluenceforthefinalresult,theconclusionscanbegottenbyapplyingintwoexplorationwellsthatthemeasuredresultsaremuchmoreaccuratethanthedatagottenbyseismicdata.Keywords:cuttings;intervaltransittime;stress;porepressure;pressuremonitoring获取弹性模量、泊松比、抗压强度、可钻性级值等地层力学参数的常规方法是取心后进行室内测试[122]的,但费用高,有时甚至因没有岩心而无法获取这些参数。因此,利用声波测井资料结合其他测井数据间接确定地层力学性质参数已成为近20年来研究的重点[324]。但是,对于新探区或老开发区的深层,由于施工前没有测井资料,无法预测出地层的3个压力剖面。国内外很多学者对岩屑在钻井中的应用进行了大量研究,如利用岩屑声波进行孔隙度、渗透率的测量,以及可钻性的研究等[526],但主要集中在岩屑声波的测量方面,具体应用较少。笔者通过测量岩屑声波代替常规声波测井的方法,进行地层压力的现场实时监测。1岩屑声波测量利用岩屑声波法进行地层压力监测实施的首要问题是岩屑声波的测量。为此,开发了一套岩屑波速测试系统。1.1测试仪器岩屑波速测试系统由超声波检测仪(包括声波发射与接收仪和示波器、声波探头(超声波换能器的纵波谐振频率为850kHz,横波为450kHz和固2006年第30卷中国石油大学学报(自然科学版Vol.30No.5第5期JournalofChinaUniversityofPetroleumOct.2006定加压支架组成,如图1所示。图1声波测试系统示意图1.2工作原理测量时,将岩样置于两探头之间并加压压紧,发射探头发射超声波,超声波透过岩样后被接收探头接收,通过示波器显示波形并获取声波透过岩样所用时间,可以计算出该岩样的声波速度,即v=Kht.(1式中,v为岩屑波速,m/s;h为岩屑平均厚度,m;t为声波穿透岩屑所用时间,s;K为钻井液类型、浸泡时间等因素的影响系数。1.3测试方法岩屑波速的测试方法及步骤如下:(1岩样准备。取有代表性岩屑5~10块,清洗、晾干,然后磨出两个相互平行的端面,测量并记录岩样的厚度。从测试...