深部硬石膏岩盖层地应力测井评价方法

张伟伟,黄胜,刘文华,赵永昌,代红霞,邓文传,尹帅

(1.中国石油集团测井有限公司华北分公司, 河北 任丘 062552;2.西安石油大学地球科学与工程学院, 陕西 西安 710065)

0 引 言

硬石膏岩地层的地质特征及应力环境复杂[1-2],分布广泛,钻探无法避开。纯硬石膏岩具有非常大的密度,约为2.9 g·cm-3。对于埋藏较深、厚度较大的硬石膏岩地层,地层整体处于较高的应力环境下,且地层压力梯度比正常压实地层大[3-5]。

在这种复杂应力环境下,钻井液密度较难确定,钻井过程中通常要选择具有较高强度的套管。高强度套管虽然能有效防止套管的变形,但成本高昂。因此,对埋藏深厚、度大的硬石膏岩地层地应力进行评价是必要的。

塔里木盆地西南部地区古近系发育厚层硬石膏岩,厚度分布在50～400 m范围。在钻遇该地层过程中,部分井出现套管变形引起的起下钻遇卡现象。对研究区古近系厚层硬石膏岩地层现今地应力场的准确评价,可以为钻探设计提供合理依据。本文通过设计三轴力学和声学实验,模拟地层高应力环境,获取硬石膏岩力学参数。在此基础上,结合地应力实验测试及测井解释,对地应力进行评价,为油气高效钻探服务。

1 地质背景

M地区地层从下到上主要包括奥陶系、石炭系、二叠系、古近系、新近系及第四系,中生代地层被剥蚀。古近系地层主要发育厚层硬石膏岩及盐岩等蒸发岩类,两者均形成于气候干燥的环境下。研究区内古近系硬石膏岩厚度主要分布在50～100 m,埋深通常大于3 500 m。……