本发明涉及石油钻井领域，特别涉及一种考虑增压效应力的井壁坍塌压力的计算方法。
背景技术：
：在石油钻井过程中，为防止井眼垮塌，需要计算井筒中维持井壁稳定的钻井液的最小密度，即坍塌压力。在油气钻井作业中，井壁坍塌压力值是实现钻井安全的关键支撑信息之一，因此对井壁坍塌压力进行预测是非常重要的。现有井壁坍塌压力的计算主要是基于岩石本身的力学参数、井筒岩石地应力和原始空隙压力计算而出。在实现本发明的过程中，本发明人发现现有技术中至少存在以下问题：现有的井壁坍塌压力计算公式并未考虑钻井过程中钻井液对岩石壁的作用，即在钻井过程中，由于钻井液滤液侵入地层，并在井壁形成泥饼，将使近井地带的孔隙压力升高，进而导致井壁地层中产生附加的应力场，井壁附近受力发生变化，使得现有的坍塌压力计算公式难以准确预测出坍塌压力。技术实现要素：鉴于此，本发明提供一种考虑增压效应力的井壁坍塌压力的计算方法，用于更为准确地计算得到井壁坍塌压力。具体而言，包括以下的技术方案：一种考虑增压效应力的井壁坍塌压力的计算方法，所述方法包括：从选定区域的地质资料、测井资料和钻井资料中获取地层参数和钻井液密度；从所述选定区域的钻井液渗透实验资料中获取泥饼渗透率；从所述选定区域的岩石力学实验资料和所述测井资料中获取岩石力学参数；根据所述地层参数、所述钻井液密度和所述泥饼渗透率，得到增压效应力系数；将所述岩石力学参数、所述地层参数和所述增压效应力系数代入到井壁坍塌压力模型中，得到井壁坍塌压力。进一步地，所述岩石力学参数包括：泊松比、岩石黏聚力、内摩擦角和孔隙度。进一步地，所述岩石力学实验为岩石三轴压缩测试。进一步地，所述地层参数包括井深、孔隙压力、有效应力系数、最小地应力、最大地应力和地层渗透率。进一步地，所述增压效应力系数为井壁孔隙压力与井筒钻井液压力的比值。进一步地，所述增压效应力系数的计算公式为：式中：η为有效增压效应力系数；pz为井筒钻井液压力，单位为mpa；pk为孔隙压力，单位为mpa；kc为泥饼渗透率，单位为md；kr为地层渗透率，单位为md。进一步地，所述井筒钻井液压力的计算公式为：pz＝ρgh式中：ρ为钻井液密度，单位为g/cm3；g为重力系数9.8；h为井深，单位为m。进一步地，所述井壁坍塌压力模型的表达式为：式中：pz为井壁坍塌压力，单位为mpa；c为岩石黏聚力，单位为mpa；φ为内摩擦角，单位为度；σh为最小地应力，单位为mpa；σh为最大地应力，单位为mpa；ν为泊松比；α为有效应力系数；为孔隙度。本发明实施例提供的技术方案的有益效果：通过获取选定区域的地质资料、测井资料、钻井资料、钻井液渗透实验资料和岩石力学实验资料，得到地层参数、钻井液密度、泥饼渗透率和岩石力学参数，根据地层参数、钻井液密度和泥饼渗透率，计算得到增压效应力系数，将岩石力学参数、地层参数和增压效应力系数代入到井壁坍塌压力模型中，得到井壁坍塌压力，可以更真实地反映钻井液环境下井壁应力特征，为钻井过程选择合理钻井液密度提供依据。附图说明为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本发明实施例的一种考虑增压效应力的井壁坍塌压力的计算方法的方法流程图。具体实施方式为使本发明的技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。本实施例提供了一种考虑增压效应力的井壁坍塌压力的计算方法，如图1所示，该方法包括：步骤101：从选定区域的地质资料、测井资料和钻井资料中获取地层参数和钻井液密度；具体地，可以从选定区域的地质资料、测井资料和钻井资料中获取地层参数和钻井液密度，获得方式可以为查询地区地层资料或在钻井过程中使用随钻测量工具来直接探测，其中，地层参数包括但不限于：井深、孔隙压力、有效应力系数、最小地应力、最大地应力和地层渗透率。在本实施例中，选取四川地区的一口风险探井x1井为例进行分析，该井所在高度范围为3800～3850m，地层参数如表1所示，表1地层参数表步骤102：从选定区域的钻井液渗透实验资料中获取泥饼渗透率；在本实施例中，从选定区域的钻井液渗透实验资料得到的泥饼渗透率为0.01md。步骤103：从选定区域的岩石力学实验资料和测井资料中获取岩石力学参数；具体地，从选定区域的岩石力学实验资料和钻井资料中获取岩石力学参数，其中，岩石力学参数包括：泊松比、岩石黏聚力、内摩擦角和孔隙度。在本实施例中，岩石力学实验需将岩样加工成圆柱型岩心，如φ25×50mm，并对岩心进行称重记录，通过岩石三轴压缩测试计算得到岩石力学参数，岩石力学参数的取值如表2所示，表2岩石力学参数表编号参数参数值1泊松比0.252孔隙度5.00％3岩石内摩擦角/(°)10.54岩石黏聚力/mpa31步骤104：根据地层参数、钻井液密度和泥饼渗透率，得到增压效应力系数；具体地，增压效应力系数为井壁孔隙压力与井筒钻井液压力的比值，增压效应力系数的计算公式为：式中：η为有效增压效应力系数；pz为井筒钻井液压力，单位为mpa；pk为孔隙压力，单位为mpa；kc为泥饼渗透率，单位为md；kr为地层渗透率，单位为md。其中，井筒钻井液压力的计算公式为：pz＝ρgh式中：ρ为钻井液密度，单位为g/cm3；g为重力系数9.8；h为井深，单位为m。步骤105：将岩石力学参数、地层参数和增压效应力系数代入到井壁坍塌压力模型中，得到井壁坍塌压力。具体地，井壁坍塌压力模型的表达式为：式中：pz为井壁坍塌压力，单位为mpa；c为岩石黏聚力，单位为mpa；φ为内摩擦角，单位为度；σh为最小地应力，单位为mpa；σh为最大地应力，单位为mpa；ν为泊松比；α为有效应力系数；为孔隙度。在实际钻进过程中，采用密度为1.15g/cm3的钻井液，理论上应该不会发生井眼垮塌，但是实际上井眼扩径率却很高，井眼扩大率普遍在15％～35％。利用该计算井壁坍塌压力的方法，得到适应本层段的欠平衡钻井时的坍塌压力为45.21mpa，钻井液密度为1.24g/cm3，说明之前实际钻井过程中所采用的钻井液密度偏低，不能够维持该井段井壁的稳定，与实际本层段垮塌的事实相复合。在后期同层段进一步钻井过程，使用密度1.25g/cm3的钻井液，即参考发明的坍塌压力计算模型计算出的密度1.24g/cm3，地层垮塌率在5％以内，认为不再垮塌。因此，证明采用本发明所提供的计算井壁坍塌压力的方法得到的结果比常规模型计算得到的结果更准确。本实施例通过获取选定区域的地质资料、测井资料、钻井资料、钻井液渗透实验资料和岩石力学实验资料，得到地层参数、钻井液密度、泥饼渗透率和岩石力学参数，根据地层参数、钻井液密度和泥饼渗透率，计算得到增压效应力系数，将岩石力学参数、地层参数和增压效应力系数代入到井壁坍塌压力模型中，得到井壁坍塌压力，可以更真实地反映钻井液环境下井壁应力特征，为钻井过程选择合理钻井液密度提供依据。以上所述仅是为了便于本领域的技术人员理解本发明的技术方案，并不用以限制本发明。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。当前第1页12