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第1章 绪论1

1.1 工程测井研究背景1

1.2 工程测井的研究内容2

第2章 复杂地层岩石强度与岩石物理特性6

2.1 岩石的强度参数及实验室获取方法6

2.1.1 岩石的抗压强度6

2.1.2 岩石的抗张强度8

2.1.3 岩石的抗剪强度8

2.1.4 岩石的弹性参数9

2.2 岩石强度参数经验预测模型12

2.3 岩石强度参数预测模型建立的实验方法及应用14

2.3.1 岩石强度参数预测模型建立的实验方法14

2.3.2 致密砂岩地层岩石强度参数预测模型建立与应用15

2.3.3 碳酸盐岩地层岩石强度参数测井预测模型建立与应用19

2.4 缝洞碳酸盐岩地层岩石强度参数测井预测模型建立的相关基础研究24

2.4.1 缝洞碳酸盐岩地层超声波传播特性研究25

2.4.2 缝洞地层岩石超声波衰减特性与岩石孔隙度的相关性29

2.4.3 缝洞地层岩石超声波衰减特性与岩石强度的相关性31

2.5 岩石脆性的实验评价及测井预测38

2.5.1 岩石脆性的室内评价方法现状38

2.5.2 岩石脆性的矿场预测方法现状42

2.5.3 页岩脆性指数评价方法及应用43

第3章 水化对泥页岩地层岩石物理及力学性质的影响45

3.1 泥页岩组成及理化性质45

3.1.1 泥页岩的组成45

3.1.2 泥页岩的理化性质及水化机理47

3.2 泥页岩水化过程与岩石物理参数的动态变化49

3.2.1 实验方法49

3.2.2 水化过程中电阻率的动态变化49

3.2.3 水化过程中声波纵波速度的变化51

3.2.4 吸水量随时间的变化54

3.3 泥页岩水化过程中地层岩石强度及声波时差的动态特性55

3.3.1 浸泡时间对泥页岩地层的影响55

3.3.2 浸泡流体类型对泥页岩地层声波时差及强度特性的影响62

3.4 水化对硬脆性泥页岩地层的影响65

3.4.1 硬脆性泥页岩的矿物组成65

3.4.2 硬脆性泥页岩的岩石声波特性65

3.4.3 水化对硬脆性泥页岩结构及力学行为的影响69

3.4.4 水溶液对硬脆性泥页岩岩石强度的影响72

第4章 复杂地层孔隙流体压力测井预测81

4.1 基于泥页岩压实理论的地层孔隙流体压力预测方法81

4.1.1 正常压实泥页岩地层的岩石物理响应特征81

4.1.2 等效深度法的基本原理83

4.1.3 Eaton法的基本原理83

4.1.4 等效深度法和Eaton法预测砂泥岩剖面地层孔隙压力应用实例84

4.2 碳酸盐岩地层孔隙压力多参数直接预测方法90

4.2.1 孔隙压力多参数直接预测的方法基础90

4.2.2 综合应用测井多参数直接预测碳酸盐岩地层孔隙压力应用实例91

第5章 地应力对井周岩石物理性质的影响及地应力测井预测96

5.1 测井资料获取地应力的理论及方法基础96

5.1.1 直井井壁地层应力破坏特征96

5.1.2 井壁地层应力非均质及应力释放特征97

5.2 水平向地应力的方位确定97

5.2.1 井壁钻井诱导裂缝的成像测井显示特征97

5.2.2 井壁应力垮塌的测井显示特征103

5.2.3 地应力各向异性的DSI测井指示特征108

5.3 地应力值的测井预测110

5.3.1 基于岩心Kaiser效应的地应力室内测试方法111

5.3.2 基于水力压裂资料反演地应力114

5.3.3 地应力大小测井预测115

第6章 井眼稳定性测井评价121

6.1 常规地层的坍塌压力和破裂压力预测121

6.1.1 坍塌压力和破裂压力预测的基本原理121

6.1.2 井周应力分布121

6.1.3 强度判别准则124

6.2 水化膨胀性泥页岩地层的坍塌压力测井评价125

6.3 硬脆性泥页岩地层的坍塌压力测井评价136

6.3.1 Hock-Brown强度准则137

6.3.2 基于岩体 GSI的Hoek-Brown强度准则参数的确定方法137

6.3.3 地层坍塌压力剖面139

第7章 工程测井在推进复杂油气藏科学完井中的应用144

7.1 基于工程测井的低渗砂岩油气藏水平井完井方式的优选144

7.1.1 影响低渗气藏水平井完井方式优选的因素144

7.1.2 基于工程测井的水平井完井方式优选145

7.2 基于工程测井的复杂地层复杂井压裂的科学优化165

7.2.1 压裂缝高预测理论165

7.2.2 工程测井与传统测井相结合指导非均质储层压裂优化设计实例167

7.3 基于工程测井的疏松砂岩油气藏出砂趋势判别及防砂完井优化167

7.3.1 疏松砂岩油气藏出砂趋势测井经验判别170

7.3.2 油气井出砂预测与完井优化的岩石力学量化分析172

第8章 工程测井与传统储层评价测井相结合实现钻井方式科学优化176

8.1 目标区水层发育状况及可能的气体钻井选层176

8.2 备选地层的出水状况177

8.2.1 水层孔隙压力预测178

8.2.2 水层渗透率测井解释178

8.2.3 目标区块重点层位产水量的评价182

8.3 气体钻井可行性分析182

8.3.1 根据水层分布开展气体钻井可行性分析182

8.3.2 综合井壁稳定性开展气体钻井可行性分析182

第9章 工程测井在促进复杂地层复杂井钻完井钻前一体化优化设计中的应用186

9.1 地质力学参数场构建及描述186

9.1.1 岩石力学参数区域化理论及技术186

9.1.2 地应力参数场构建理论及技术189

9.2 基于地质力学参数场的井眼轨迹钻前优化193

9.2.1 井眼轨迹对井壁坍塌失稳的影响193

9.2.2 井眼轨迹对井周压裂缝形成及压裂缝产状的影响193

9.2.3 基于地质力学参数场的安全钻井液密度钻前预测195

9.3 缝洞碳酸盐岩油气藏水平井钻完井钻前地质-工程一体化优化197

9.3.1 缝洞分布对水平井钻井稳定性及压裂缝的影响197

9.3.2 井筒与溶洞距离对稳定性和人工压裂缝形成的影响204

9.3.3 水平井轨迹优化实例207

9.4 基于地质力学参数场实现分支井钻完井钻前一体化优化210

9.4.1 分支与主井筒夹角对分支井井眼系统稳定性及临界生产压差的影响211

9.4.2 分支间距对临界生产压差的影响211

9.4.3 分支井造斜率对分支井系统稳定性及临界生产压差的影响212

9.4.4 蠕变对分支井临界生产压差及井壁长期稳定性的影响214

第10章 岩石的其他强度参数测井评价219

10.1 岩石的硬度及塑性系数测井评价219

10.1.1 岩石的塑性系数219

10.1.2 岩石的硬度及塑性系数测井预测220

10.2 岩石的可钻性测井评价221

10.2.1 实验原理及实验设备221

10.2.2 岩石可钻性预测模型研究221

10.3 砂泥岩地层研磨性测井评价223

10.3.1 岩石研磨性研究现状225

10.3.2 油气钻井条件下的岩石研磨性测井评价226

主要参考文献229

附录 软件界面图242

索引245