地层破裂压力试验详解

地层破裂压力试验详解

一、地层破裂压力和地层漏失压力地层破裂压力是指某一深度地层发生破碎和裂缝时所能承受的压力。当达到地层破裂压力时，地层原有的裂缝扩大延伸或无裂缝的地层产生裂缝。一般情况(遵循压实规律)下，地层破裂压力随着井深的增加而增大。在钻井时，钻井液柱压力的下限要保持与地层压力相平衡，实现压力控制。而其上限则不能超过地层的破裂压力，以避免压裂地层造成井漏。地层漏失压力是指某一深度的地层产生钻井液漏失时的压力。对于正常压力的高渗透性砂岩、裂缝性地层以及断层破碎带处，往往地层漏失压力比破裂压力小得多，而且对钻井安全作业危害很大。习惯上以地层漏失压力作为确定井控作业的关井压力依据。这样更加趋于安全。二、确定地层破裂（漏失）压力的方法1、预测法——应用经验公式预测地层破裂压力，作为钻井设计的依据。2、验证法——在下套管固井后，必须进行试漏试验，以验证预测的破裂压力。1、钻头提至套管鞋以上，井内灌满钻井液，关井。2、采用从钻具水眼或环空两种方式中的一种用选定小排量向井内泵入钻井液。3、每间隔20~50L（选定一个固定量）泵入量或每间隔10~20s（泵速恒定、选择一个固定时间间隔）记录一次相应泵压和注入量或时间。4、当泵压开始下降时，停泵。若不要求计算地层最小水平主地应力及试漏层岩石抗拉强度时，则试验结束。否则继续下部试验。5、停泵1~2min，每间隔10~20s记录一次泵压。6、待泵压相对稳定后，重新开泵1-2min,每间隔10~20s记录一次重张压力。7、作出下图所示的典型漏失试验曲线。图中偏离直线之点的压力PL则为漏失压力。破裂压力当量密度（Υf）为：Υf=Υm+100Pl/H 式中：Υm:试验所用泥浆密度，g/cm3；        Pl:漏失压力，MPa；        H:裸眼段中点井深，m。     该地层破裂压力梯度（Gf）则为：Gf = 0.01Υm+Pl/H 单位：MPa/m 值得注意的是，在直井与定向井中对同一地层作的液压试验所得到的数据不能互用。当套管鞋以下第一层为脆性岩层时，只对其做极限压力试验，而不作肢裂压力试验，因脆性岩层做破裂压力试验时在其开裂前变形量很小，一旦被压裂则承压能力会下降。极限试验压力要根据下部地层钻进将采用的最大泥浆密度及溢流发生后关井和压井时，对该地层承压能力的要求决定。试验方法与破裂压力试验一样，但只试到极限压力为止。三、典型试漏曲线分析1、漏失压力（PL）从图中可以看到：一开始，立压变化几乎与注入量成一直线关系，这说明井下尚无漏失现象。但从L点发生转折，试验曲线偏离直线，呈曲线变化，但压力继续上升。表明此时地层的骨架颗粒开始分离，但未形成裂缝，钻井液开始漏失（但漏速小于注入量）。试验曲线偏离直线的点，是地层开始漏失的点，这时地层所承受的压力称为地层漏失压力。2、破裂压力（PF）从图中可以看到：从L点发生转折后，呈曲线变化，但压力仍继续上升，至最大峰值F点后下降，这时地层破裂，形成裂缝，钻井液向裂缝中漏失（漏速大于注入量），其后压力将下降。此时停泵，压力趋于平稳。试验曲线的最高点。反映了井内压力克服地层的强度使其破裂，形成裂缝，钻井液向裂缝中漏失，其后压力将下降。3、延伸压力（PPRO）压力趋于平缓的点。它使裂缝向远处扩展延伸。四、注意事项1、实验压力不应超过地面设备、套管的承压能力。2、在钻进几天后进行液压实验时，