石油工程岩石力学大作业.docx

岩石力学大作业

专 业：油气井工程专业
班 级：研油气井班
姓 名：
学 号：

2023.05.25
目录
题目：2014-2015《石油工程岩石力学》大作业 1
已知条件 1
要求 1
第一章 前言 3
1.1 井壁稳定研究的意义 3
1.2 国内外研究现状及发展趋势 3
1.3 本题的研究方法 5
第二章 基于测井资料分析过程 6
2.1 地层岩性分析 6
2.1.1 泥质含量 6
2.1.2 井径测井分析 7
2.1.3 岩性分析 7
2.1.4 求取Biot系数 8
2.2 求取弹性模量和泊松比 9
2.2.1 声波测井解释原理 9
2.2.2 弹性模量和泊松比 9
2.3 求取内聚力、内摩擦角与地层抗拉强度连续剖面 11
2.3.1 计算单点的粘聚力和内摩擦角 11
2.3.2粘聚力、内摩擦角与地层抗拉强度的连续剖面 12
2.4 孔隙压力分析 13
2.4.1 求上覆岩层压力 13
2.4.2 求地层孔隙压力[6] 13
2.5水平最大和最小主应力剖面[5] 16
2.6 坍塌压力、破裂压力和钻井液密度窗口[5] 19
2.6.1 坍塌压力 19
2.6.2 破裂压力 19
2.6.3 绘制钻井液密度窗口 20
2.6.4防止井壁坍塌合理建议 21
2.7 分析出砂可能性[5] 21
2.7.1 出砂指数法分析出砂可能性 21
2.7.2 合理完井方式推荐 22
2.8 水平井起裂压力计算 22
2.8.1 水平井起裂压力计算模型 22
2.8.2 计算起裂压力 23
参考文献 25
附录：Matlab源程序 26

题目：2023-2023《石油工程岩石力学》大作业
结合所学的《石油工程岩石力学》课程内容及相关知识，运用给出的测井数据，对地层力学参数、孔隙压力、地应力、地层坍塌压力与破裂压力进行分析计算，得出地层力学参数、地层主应力、地层坍塌、破裂压力剖面；分析储层出砂也许性，提出完井方式建议；分析水平井裸眼压裂的起裂压力。最终形成结课作业报告。
已知条件
(1) A井为一口预探井、直井，位于受正断层控制的某凹陷构造，钻遇地层为第三系、第四系地层，重要为砂岩、泥岩地层，部分层位有薄层煤岩夹层。储层为3600-4100m砂岩地层。
(2) 已知A井纵波时差、密度、自然伽马和井径测井数据，见附件一。
(3) 已知A井钻井过程中实际使用的钻井液密度，见附件一。
(4) A井钻井中的重要复杂问题是起下钻阻卡，一般通过划眼、倒划眼方法解决，一定限度上影响钻井时效。钻井中进行过两次地漏实验，分别位于井深1605m和3832m，具体数据见附件一。
(5) 运用A井钻井取得的岩心进行了室内岩石力学实验，数据见表1。
表1 A井岩心室内实验数据
井深(m)
岩心编号
围压(MPa)
破坏强度(MPa)
备注
3797
1-1
0
39.5
——
2-1
20
146.4
3-1
40
215.4
3887
4-1
0
50.6
——
5-1
20
155.2
6-1
40
201.4
3975
8-1
0
52.5
——
9-1
20
148.2
10-1
40
187.7
3975
8-2
0
18.4
浸泡钻井液2天
9-2
20
97.5
10-2
40
128.5
规定
1） 编写程序读取、计算、输出数据。
2） 运用自然伽马测井数据简朴分析地层岩性，合理设定或求取有效应力系数。
3） 运用测井数据计算分析地层的弹性模量、泊松比。
4）根据抗压实验结果，依据线性莫尔-库仑准则计算粘聚力和内摩擦角，根据实验结果调整合理的系数，运用测井数据计算粘聚力、内摩擦角与地层抗拉强度的连续剖面。
5） 采用地层密度积分方法计算上覆主应力，运用声波时差测井数据分析地层孔隙压力，得出孔隙压力随井深变化的连续剖面。
6）根据地漏实验数据分析水平地应力大小，选取水平构造应力系数，采用适当模型计算水平主应力大小，得出水平最大和最小主应力剖面。
7）采用直井均质各向同性模型计算地层坍塌、破裂压力，分析钻井液密度使用是否合理。
8） 分析储层出砂也许性，推荐合理的完井方式。
9）假如后期开发中在该井区垂深3980-4000m地层钻进水平井且进行压裂，分别计算向水平最大主应力和水平最小主应力方向钻进的水平井裸眼起裂压力大小。
10）输出结果中单位的使用：地层强度参数采用MPa为单位，地应力、坍塌压力、破裂压力采用当量泥浆密度为单位。
11） 编写结课作业报告。
12）课程结课作业报告提交截止时间：2023年5月25日。
第一章 前言
1.1 井壁稳定研究的意义
井壁稳定一般是指钻井过程中井壁的张性破坏(井漏)和剪切破坏(井塌)问题，是钻井工程中经常碰到的井下复杂情况之一，具体涉及井眼缩径、坍塌、井漏、卡钻等，特别是井漏、井喷对储层的伤害很大。井壁失稳问题是世界许多油田都普遍存在的一大难题，一直困扰着石油工业界。据有关资料介绍，世界范围内平均每年用于解决井眼失稳的费用达8~10亿美元，消耗的时间约占钻井总时间的5一6%。国内各油田由于井壁失稳导致的损失在钻井事故损失中所占比例仍然很大。因此，钻井过程中井壁稳定与否，关系到能否实现安全、快速的钻进，同时.又可以尽也许的减少对储集层段的污染，减少钻井费用。所以对井壁稳定性的研究越来越受到重视，已经成为当今乃至将来研究重点。
通过相关资料的研究和计算可以得出井壁岩石地层处的破裂压力及坍塌压力，从而建立相应的井壁稳定模型，可以有效的控制钻井过程中的井壁失稳，以便采用相应的措施，达成减少井下事故的发生，缩短钻井周期的目的，是实现优质、安全、高效和低成本钻井的关键。
1.2 国内外研究现状及发展趋势
由于钻井过程中的井壁失稳是一个世界性难题，因此受到各国科研人员的高度重视。但是，由于受石油钻井工程发展历史的影响，长期以来，研究的重点多集中于化学防塌方面。在这方面，泥浆工作者进行了大量行之有效的工作，从化学的角度出发研制克制泥页岩水化、膨胀和实现离子活度平衡的新型泥浆解决剂和配方，使井壁失稳现象大为减少，井壁稳定技术取得很大进展，但是，仍然解决不了水化限度弱、强度低的泥页岩、砂泥岩地层，强地应力条件的山前构造、弱面地层和井斜及井斜引起的井壁失稳问题，可见，解决井壁失稳仅通过使用优质泥浆是不够的，有必要从岩石力学的角度出发，进行井壁稳定力学研究。
自本一世纪40年代以来，国外众多的研究者就己为解决与井壁稳定有关的岩石力学问题做出了大量的努力。这些研究最初是将力学和化学两方面的问题分开进行的，并着重于纯理论上的定性分析。随后，一些研究人员又从现场应用的角度提出了运用测井资料来研究井壁稳定的方法，比如斯伦贝谢测井公司从70年代起开始运用测井资料解释地层的力学问题，先后提供了岩石力学性质测井(MECHPRO)，力学稳定性测井(MSL)和井眼力学问题系统(IMPACT)等技术。80年代以来，特别是近年来随着水平井和大位移井的发展，这方面的研究更为受到重视，己达成定量化阶段，并开始在现场试用。
国内学者将岩石力学理论用于钻井井壁稳定方面的研究起步相对较晚。80年代初期，岩石力学的研究重要是用于描述地层蠕变对套管产生的破坏作用，到90年代，在井壁稳定方面的研究有了很大的发展，黄荣蹲等人还对大斜度井和水平井井壁力学稳定性问题作了进一步的研究，其井壁稳定性模型在Aadnoy模型的基础上又附加了井壁渗透性因素和考虑了两个水平地应力不相等的情况，并指出井壁渗透性对坍塌压力的计算影响大不，但对计算破裂压力有较大的影响。随后，石油大学岩石力学研究组又集中力量开展了对泥页岩井壁坍塌的力学、化学藕合方面的研究。
此外，国内学者还应用损伤力学理论，从岩体节理的变形能出发，建立了硬脆性泥页岩(含节理裂隙)的本构方程，又以实验数据为基础，用固体力学方法建立了膨胀性泥页岩水化的本构方程，根据损伤和水化膨胀的特性，建立了有限元计算模型和相应的计算程序，结合莫尔库伦准则，给出了拟定井壁稳定所需钻井液密度值的新方法。总之，井壁稳定问题的理论研究已发展到了一定的水平，并且正不断加大钻前井壁稳定的预测力度。
目前国内外对井壁稳定的实时预测研究重要从两个方面来展开:第一是借助先进的随钻测量工具(UWD、MWD等)来获得井壁的实时信息，进而运用原有的相对成熟的岩石力学参数与测井数据相关公式，来分析井壁的力学稳定性:第二是运用对岩屑的测量获得拟声波测井结果和岩石强度参数，来分析井壁的力学稳定性。而实时地对当前钻头处地层的井壁稳定性进行评价，及对钻头底下地层的井壁稳定性进行预测，是当前钻井急需解决的理论和工程难题。
总的来讲，井壁稳定力学研究应从3个方面入手:岩石力学参数、原地应力场和井壁稳定力学模型研究。岩石力学参数是基础，地应力是井壁失稳的主线诱因，合理的井壁稳定力学模型是解决井壁稳定问题的有效途径。结合3个方面的研究，掌握地应力状态和地层力学参数，采用合理的力学模型，得出能控制井壁失稳的泥浆密度范围，再配合使用优质泥浆，才干使得井壁失稳问题得到最大限度的减少。
1.3 本题的研究方法
重要运用给出的测井数据，对地层力学参数、孔隙压力、地应力、地层坍塌压力与破裂压力进行分析计算，得出地层力学参数、地层主应力、地层坍塌、破裂压力剖面；分析储层出砂也许性，提出完井方式建议；分析水平井裸眼压裂的起裂压力。
第二章 基于测井资料分析过程
2.1 地层岩性分析
2.1.1 泥质含量
地层中的泥质含量与自然读数GR的关系往往是通过实验拟定的。德莱赛测井公司在墨西哥湾采用式（2.1.1）求泥质的体积含量Vs[1]。
（2.1.1）
（2.1.2）
式中，Vsh——泥质的体积含量；
GCUR——希尔奇指数，对于第三系地层取值3.7，老地层取值2，题目中有说明钻遇的是第三系和第四系，故其值取3.7；
IGR——泥质含量指数；
GR、GRmax 、GRmin——目的层的、纯泥页岩的和纯砂岩层的自然伽马值。根据GR测井数据，获得最大值134.92和最小值35.213。取GRmin=30(API)，GRmax=140(API)。
在Matlab中编程并绘制泥质含量随井身变化剖面图：

图2-1 泥质含量随井深剖面变化图
2.1.2 井径测井分析
将钻头直径数据与井径测井数据绘制与一张图中：

图 2-2 井眼直径在钻井过程的变化
2.1.3 岩性分析
自然伽马测井划分岩性原理是运用自然伽马测井曲线划分岩性，重要是根据岩层中泥质含量不同进行的。在砂泥岩剖面中，砂岩显示出最低值，粘土（泥岩、页岩）显示最高值，而粉砂岩、泥质砂岩介于中间，并随着岩层中泥质含量增长曲线幅度增大。通常规定Vsh>0.7的层段是纯泥岩段，Vsh<0.2的层段是纯砂岩段。
井径测井中扩径重要发生在疏松砂岩段和泥质含量较高的井段，缩颈重要发生于砂岩段。
结合泥质含量曲线和井径测井曲线分析地层岩性：1600m-1800m深度处，泥质含量较低（Vsh<0.2），但是却出现了扩径现象，所以此段应为疏松的砂岩层段；1800m-2700m泥质含量相对较低且无井壁缩、扩径现象，故鉴定为泥质砂岩层段；在2700m-3400m出现分层扩径现象，并且泥质含量曲线发生跳变，故判断为薄泥层和砂层互层段；3400m-3800m泥质含量呈现低值，故为砂岩段；3800m-4100m段扩径严重，泥质含量较高且跳变，故为砂泥岩互层段。
2.1.4 求取Biot系数
Biot系数又称有效应力系数，是岩石力学中一个重要参数。可以通过声波测井和密度测井数据进行求取[2]:
（2.1.3）
式中，、、分别为致密砂岩的密度和纵、横波速度，取，，。
运用Matlab编程绘制Biot系数随深度变化剖面：

图 2-3 Biot系数随深度变化曲线
2.2 求取弹性模量和泊松比
2.2.1 声波测井解释原理
在声波测井中，纵、横波速度通过测井解释后可以直接从测井解释曲线中得到。测井曲线记录的为各类波传播的时间，单位为微米/米或微米/英尺。通过换算即可得到纵、横波速度，由于本题给定的声波时差单位为，所以换算公式为：
（2.2.1）
（2.2.2）
在大部分的油田测井作业中，并不做全波列测井，即缺失横波测井资料，因此，针对某一地层，就要借助经验公式来估计横波速度。对于大多数地层，常用的基于回归的经验公式[3]为：
（2.2.3）
（2.2.4）
（2.2.5）
（2.2.6）
式中：、：纵横波速度，；：泥质含量，﹪；：有效围压，。本题中选取式（2.2.5）求取横波速度。
2.2.2 弹性模量和泊松比
根据弹性力学理论，运用声波测井的纵、横波速度以及密度资料，可求取岩石的弹性模量和泊松比[4]：
（2.2.7）
（2.2.8）
式中，为动态杨氏模量，；为动态泊松比；为纵波速度，；为横波速度，；为密度，。
说明：式（2.2.7）、（2.2.8）所求岩石弹性参数是动态的，反映的是地层在瞬间加载时的力学性质，与真实地层所受的长时间静载荷是由差别的，在实际应用中需要运用相关的模式进行动静参数的转换。
其转换重要参照楼一珊（1992）通过对华北油田30多块岩心在三轴下进行静态同步测试出：
（2.2.9）
（2.2.10）
（2.2.11）
（2.2.12）
式中，、为回归系数。
根据华北油田砂岩实验结果，得到了相关系数的实验值为：
（2.2.13）
（2.2.14）
由此，就可以得到静动态弹性参数的转换关系。由于A井位于正断层凹陷构造上，所以可以鉴定其最大主应力为垂直主应力，而最小主应力为最小水平主应力。即：
（2.2.15）
（2.2.16）
最终取：
（2.2.17）
（2.2.18）
在Matlab中绘制静态弹性模量和泊松比随井身剖面的变化曲线：

图 2-4 静态弹性系数随深度变化曲线
2.3 求取内聚力、内摩擦角与地层抗拉强度连续剖面
2.3.1 计算单点的粘聚力和内摩擦角
表2.3.1 A井岩心室内实验数据
井深(m)
岩心编号
围压(MPa)
破坏强度(MPa)
备注
3797
1-1
0
39.5
——
2-1
20
146.4
3-1
40
215.4
3887
4-1
0
50.6
——
5-1
20
155.2
6-1
40
201.4
3975
8-1
0
52.5
——
9-1
20
148.2
10-1
40
187.7
3975
8-2
0
18.4
浸泡钻井液2天
9-2
20
97.5
10-2
40
128.5

根据以上3797、3887和3975米处的岩石的室内抗压实验结果，依据莫尔-库伦准则：
（2.3.1）
井深3797米处：

令，则可通过不同围压条件下破坏强度求解t。例如： 即： 可以得到，t=2.312，
1.857和2.097，因此可以得到破裂面夹角分别是：23.39040681，28.29721841，25.49492393，取均值为：27.7275度。把内摩擦角代入式（2.3.1）可以得到其内聚力C=12.932MPa。
同理。可以获取3887和3975米处的内摩擦角和内聚力分别为33.86度，19.983 MPa；30.97度，21.651MPa。
2.3.2粘聚力、内摩擦角与地层抗拉强度的连续剖面
运用密度测井和计算得到的动态弹性模量、泊松比和泥质含量等数据就可以计算粘聚力C、内摩擦角Φ与地层抗拉强度St的连续剖面。计算方法如下[5]：
（2.3.2）
（2.3.3）
（2.3.4）
式中，； A为与岩石性质有关的常数，这里可根据室内抗压实验得出的粘聚力求取A值。通过计算，A=7.927*10^-15。在Matlab中绘制三者的连续剖面：

图2-5 粘聚力、内摩擦角与地层抗拉强度的连续剖面
2.4 孔隙压力分析
2.4.1 求上覆岩层压力
一方面应用密度测井数据运用密度积分方法计算出上覆岩层压力当量钻井液密度为：
（2.4.1）
2.4.2 求地层孔隙压力[6]
声波在地层中传播速度与岩石的密度、结构、孔隙度及埋藏深度密切有关。不同的地层,不同的岩性,存在不同的声波速度。当岩性一定期,声波的速度随岩石孔隙度的增大而减少。1965年,Hottman和Johnson提出运用声波测井资料来评价地层孔隙压力。
对于沉积压实作用形成的泥页岩,声波时差与孔隙度之间的关系满足Wyllie时间平均公式,即:
（2.4.2）
（2.4.3）
式中，——岩石孔隙度；——地面孔隙度；——地层声波时差；——地面声波时差；——岩石骨架声波时差；——地层流体声波时差。
与之间存在关系：
（2.4.4）
通过简化后可以写为：
（2.4.5）
由公式(2.4.5)可以做出深度-声波时差对数的交会图(H-lnΔt)。在正常地层压力井段,随着井深增长,岩石孔隙度减少,声波速度增大,声波时差减少。运用这些井段的测井数据建立正常压实趋势线。当进入压力过渡带和异常高压带地层后,岩石孔隙度增大,声波速度减少,声波时差增大,偏离正常压力趋势线。
因此运用这一点可以达成预测地层压力的目的。 在建立正常压实趋势线时泥岩层段声波时差数据的选取十分重要。正常压实泥岩层段数据的读取应注意以下几点:
(1)尽量选取较纯的泥岩段,其测井曲线特性应当是自然电位基线无异常,自然伽马为高值,电阻率为低值。
(2)泥岩段应当有一定的厚度,薄泥岩层测井值受围岩影响较大而不可靠。
(3)不能选择有井壁坍塌或缩径的地层段,井径过大或过小都会使时差曲线不能真实反映地层的真实情况。
(4)在每一层段都应多读取几个声波时差值,取其平均值。
(5)选泥岩层时注意不要把煤层误作泥岩层解决。
通过选取API值较高且没有扩缩径的井段拟合出正常压实曲线，本题选取1800-1890m和3500-3550m处作为拟合段，其GR测井曲线如下图所示,API值相对较高：

图2-6 正常压实曲线所选泥岩段GR测井曲线
拟合之后的正常压实曲线如下图所示：

图2-7 H-lnΔt关系曲线
拟合公式为：
H=-11.362Δt+6222.1 （2.4.6）
式中，H——深度，m；Δt——地层声波时差，us/ft。
运用测井资料,定量评价地层孔隙压力应用最为广泛的方法是等效深度法。所谓“等效深度法”,就是指在不同深度具有相同岩石物理性质(如孔隙度)的泥岩的骨架所受的有效应力σ相等。基于声波测井的等效深度法,指在不考虑温度影响的情况下,假如正常趋势线上某一点的Δt值与超压带上的某一点的Δt值相同,则反映这两点孔隙结构和压实限度相同,两点地层骨架应力具有等效性,与超压点测值相等的正常趋势线上某点的深度即等效深度。
运用等效深度发求解地层孔隙压力的一般公式表达为:
（2.4.6）
在Matlab中绘制地层孔隙压力井深剖面：

图2-8 地层孔隙压力剖面
2.5水平最大和最小主应力剖面[5]
水平最大主应力和水平最小主应力可选用“分层地应力计算模式”计算得到[5]：
（2.5.1）
（2.5.2）
式中，ξH和ξh是地层构造应力系数，可根据地漏实验进行求取，求解过程如下：

图2-9 1605m处地漏实验

由地漏实验1可以得到，1605m处，
地层破裂压力为：=26.684（MPa）；
重张压力为：=25.805（MPa）；
瞬时停泵压力：=24.254（MPa）。
抗拉强度:=0.88(MPa);
最小水平主应力：=24.254(MPa)；
最大水平主应力：=28.22(MPa).

图2-10 3832m处地漏实验

同理，可以得到3832m处地漏实验2的相关数据：=70.12（MPa）；=67.47（MPa）；=61.01（MPa）；=2.65(MPa);=61.01(MPa);=87.29 (MPa)。
将之前获取的相应1605米和3832米的相关参数代入到式（2.5.1）和（2.5.2）可以得到：ξH＝9.3901e-4，ξh=5.1362e-4。
在Matlab中编程绘制最大最小水平主应力剖面：

图2-11 三主应力剖面
2.6 坍塌压力、破裂压力和钻井液密度窗口[5]
2.6.1 坍塌压力
假设泥页岩的渗透率很小，并且钻井液的性能优良，基本上与泥页岩地层见不发生渗透流动，可知井壁坍塌失稳在90°和270°处，该处的有效差应力为最大值，由摩尔库伦强度准则可得到保持井壁稳定的坍塌压力公式：
（2.6.1）
式中,
——井深，m；
——岩石粘聚力，MPa；
——非线性修正系数，这里取0.95。
2.6.2 破裂压力
从力学上说，地层破裂压力是由于井内钻井液密度过大，使井壁岩石所受的周向应力超过岩石的拉伸强度而导致的，即（St为抗拉强度）。当此拉伸力大到足以克服岩石的抗拉强度时，地层即产生破裂，导致井漏。破裂发生在最小处，即θ=0°或θ=180°处。
破裂压力公式：
（2.6.2）
2.6.3 绘制钻井液密度窗口
根据地层各深度处破裂压力和坍塌压力计算，得到地层坍塌、破裂压力当量钻井液密度以及钻井液密度井深剖面图：

图2-12 钻井液密度窗口
2.6.4防止井壁坍塌合理建议
由图2-10可知，1600米至3300米钻井液密度相对合理，3300米至4100米，钻井液密度小于坍塌压力当量密度，也许导致剥落掉块现象。所以应当适当提高钻井液密度，使其介于图2-10的窗口之内。
2.7 分析出砂也许性[5]
2.7.1 出砂指数法分析出砂也许性
出砂指数法公式：
（2.7.1）
通常情况下，
时，油层不出砂；
时，生产过程中会大量出砂，需初期防砂。

图2-13 出砂指数剖面
由上图分析可知，储层段出砂指数大于20230MPa,易于出砂，应采用相应的防砂完井措施。
2.7.2 合理完井方式推荐
常见的防砂完井方式有裸眼砾石充填完井、套管内砾石充填完井和人工井壁防砂完井等。
裸眼砾石充填完井是在钻开产层以前下套管封固，再钻开产层，在产层段扩大井眼，下入筛管，在井眼与环空中充填砾石。砾石和筛管对地层出砂起阻挡作用。
在下入套管并射孔的井中如有出砂，可在出沙井段下筛管，在筛管和油层套管之间的环空中充填砾石的防砂工艺，是管内砾石充填完井。在这种完井属于二次完井。
这是运用渗透性的可凝固材料注入到出砂层，形成阻挡沙粒的人工井壁，用以防砂的完井技术。
从以上压力剖面的分析中可以看出，本井力学性质较稳定，同时从提高产量的角度来说，选择裸眼砾石充填完井可以满足规定；若已经下入套管固井，则可考虑套管内砾石充填完井；人工井壁防砂完井则比较合用于裂缝比较发育的地层，对本井不合用。
2.8 水平井起裂压力计算
2.8.1 水平井起裂压力计算模型
斜井井壁上井周应力分布如下所示：

式中，

式中，——井斜角(与垂向的夹角)；
——相对于最大水平地应力的井斜方位；
——井周角(相对于x轴)；
——当井壁为不可渗透时为0、井壁渗透时为1；
——孔隙度；
——有效应力系数；
——渗流效应系数；
对于水平井为90度，向水平最大主应力方向钻进时，为0度；向水平最小主应力方向钻进时，为90度。无论何种情况，上述公式中，G、H、J均为0，为井壁上3个主应力。
2.8.2 计算起裂压力
由于是在3980m-4000m钻进，故选取3990m处的相关数据：，，，，=0.5791，，。
（1）时，即向水平最大主应力方向钻进

，即裂缝延环向起裂，并且裂缝起裂方向垂直于水平最小地应力方向，即=0或者180度。
破裂时，

此时，破裂压力为
（2）时，即向水平最小主应力方向钻进

垂直井筒方向不存在大量微裂缝的情况下，此时，裂缝沿环向起裂，=90或者270度。
破裂时，，

参考文献
[1] 戴家才，王向公等. 测井方法原理与资料解释. 石油工业出版社. 2023
[2] 楼一珊,黄立新,向东. 地层坍塌压力的计算及应用研究[J]. 河南石油,1999,06:28-29.
[3] 林耀民,刘卫东. 测井中四个纵横波转换经验公式分析[J]. 钻采工艺,1996,01:15-16.
[4]路保平,鲍洪志. 岩石力学参数求取方法进展[J]. 石油钻探技术,2023,05:47-50.
[5] 陈勉，金衍，张广清.石油工程岩石力学.科学出版社.2023
[6]刘厚彬,孟英峰,王先起,颜海. 运用测井资料预测地层孔隙压力方法研究综述[J]. 西部探矿工程,2023,06:91-93.

附录：Matlab源程序
>> %导入测井数据（已存为loggingdata.mat）。
load('C:\Users\wdy\Desktop\loggingdata.mat');
L=loggingdata;
[l,r]=size(L);
DEPT=L(:,1);
BIT=L(:,2);
CAL=L(:,3);
GR=L(:,4);
DT=L(:,5);
DEN=L(:,6);
%绘制钻头尺寸和井眼直径测井数据曲线。
subplot(1,2,2);plot(BIT,DEPT,'r',CAL,DEPT,'c');set(gca,'YDir','reverse');xlabel('in');ylabel('深度/m'); title('钻头尺寸与实际井眼尺寸对比'); legend('BIT','CAL'); grid on;
%用GR（自然伽马测井数据）计算泥质含量。
plot(GR,DEPT,'m');set(gca,'YDir','reverse');xlabel('API');ylabel('深度/m'); title('自然伽马测井数据随深度的变化'); grid on;%绘制自然伽马测井曲线，以便选取GRmin和GRmax。
M=max(GR);m=min(GR);%得到M=134.9200，m=35.2130。
GRmin=30;GRmax=140;
IGR=(GR-GRmin*ones(l,1))./(GRmax-GRmin);
GCUR=3.7;%钻遇第三系和第四系地层，希尔奇指数取3.7。
Vsh=(2.^(GCUR*IGR-ones(l,1)))./(2.^GCUR-ones(l,1));
plot(Vsh,DEPT,'b');set(gca,'YDir','reverse');xlabel('泥质含量');ylabel('深度/m'); title('泥质含量随深度的变化关系'); grid on;
%运用密度测井和声波测井数据计算Biot弹性系数。
DT=100/30.48*10^-6*DT;%将声波测井数据单位转换为国际单位。
Vp=ones(l,1)./DT*10^-3;%求取纵波速度，单位是Km/s。
Vs=(11.44*Vp+18.03*ones(l,1)).^0.5-5.686*ones(l,1);%运用经验公式求取横波速度。
B=1-(DEN.*(3*Vp.^2-4*Vs.^2))./(2.65*ones(l,1).*(3*5.95^2*ones(l,1)-4*3^2*ones(l,1)));
plot(B,DEPT,'b');set(gca,'YDir','reverse');xlabel('有效应力系数');ylabel('深度/m'); title('有效应力系数'); grid on;
%用声波测井数据和密度测井资料求取弹性模量和泊松比。
Ed=1000*DEN.*Vs.^2.*(3*Vp.^2-4*Vs.^2)./(Vp.^2-2*Vs.^2);%求动态弹性模量。
Es=0.6042*Ed-0.1989;%求静态弹性模量。
plot(Es,DEPT,'r');set(gca,'YDir','reverse');xlabel('静态态弹性模量/MPa');ylabel('深度/m'); title('地层各深度处相应的静态弹性模量'); grid on;%绘制弹性模量曲线。
miud=(0.5*Vp.^2-Vs.^2)./(Vp.^2-Vs.^2); %求动态泊松比。
mius=0.18+0.3*miud;%求静态泊松比。
plot(mius,DEPT,'b');set(gca,'YDir','reverse');xlabel('静态泊松比');ylabel('深度/m'); title('地层各深度处相应的静态泊松比'); grid on;%绘制泊松比曲线。
%求取内聚力，内摩擦角和抗拉强度。
C1=(ones(l,1)-2*mius).*((ones(l,1)+mius)./(ones(l,1)-mius)).*DEN.^2.*(Vp*1000).^4.*(ones(l,1)+0.78*Vsh);%不带系数的内聚力。
a=C1(2198);b=C1(2288);c=C1(2376);
C=7.927e-15*C1;%通过室内岩心实验数据拟定求内聚力的系数。
St=10^-1*(0.0045*Es.*(ones(l,1)-Vsh)+0.008*Vsh.*Es)/12;%计算抗拉强度。
KL=58.93-1.785*C;
phi=2.6541*log10((KL+KL.^2+1).^0.5)+20;%计算内摩擦角。
subplot(1,3,1);plot(C,DEPT,'b');set(gca,'YDir','reverse');xlabel('内聚力');ylabel('深度/m'); title('地层各深度处相应的内聚力'); grid on;%绘制内聚力曲线。
subplot(1,3,2);plot(phi,DEPT,'c');set(gca,'YDir','reverse');xlabel('内摩擦角/度');ylabel('深度/m'); title('地层各深度处相应的内摩擦角'); grid on;%绘制内摩擦角曲线。
subplot(1,3,3);plot(St,DEPT,'r');set(gca,'YDir','reverse');xlabel('抗拉强度/MPa');ylabel('深度/m'); title('地层各深度处相应的抗拉强度'); grid on;%绘制抗拉强度曲线。
>> %运用积分法计算垂直主应力，计算孔隙压力。
>> Sigv=ones(l,1);
for i=1:l
Sigv(i)= 0.00981*1600*2.1918+sum(0.00981*DEN(1:i));%求垂直应力。
end
%导入正常压实声波时差数据（已存为P.mat）。
load('C:\Users\wdy\Desktop\P.mat');
Gv=Sigv./DEPT/0.00981;
Pp=Gv+(Gv-ones(l,1)).* (37.276*DT*30.48/100*1e6-6222.1*ones(l,1))./DEPT;
plot(Pp,DEPT,'c');set(gca,'YDir','reverse');xlabel('地层压力梯度');ylabel('深度/m'); title('地层孔隙压力剖面');
plot(Gv,DEPT,'m');set(gca,'YDir','reverse');xlabel('上覆岩层压力');ylabel('深度/m'); title('上覆岩层压力当量钻井液密度井深剖面');
%求最大最小水平主应力
ep1 =9.3901e-4;ep2=5.1362e-4;
Sigmah=mius./(1-mius).*(Sigv-B.*Pp)+B.*Pp+ep1*Es.*mius./(1-mius)+ep2*Es./(1-mius);
SigmaH=mius./(ones(l,1)-mius).*(Sigv-B.*Pp)+B.*Pp+ep2*Es.*mius./(ones(l,1)-mius)+ep1*Es./(ones(l,1)-mius);
PH= SigmaH./( 0.00981*DEPT);
Ph= Sigmah./(0.00981*DEPT);
subplot(1,3,1);plot(Ph,DEPT,'m');set(gca,'YDir','reverse');xlabel('最小水平主应力(g/cm^3)');ylabel('深度/m'); title('最小水平主应力剖面');
subplot(1,3,2);plot(Gv,DEPT,'c');set(gca,'YDir','reverse');xlabel('垂直主应力(g/cm^3)');ylabel('深度/m'); title('垂直主应力剖面');
subplot(1,3,3);plot(PH,DEPT,'b');set(gca,'YDir','reverse');xlabel('最大水平主应力(g/cm^3)');ylabel('深度/m'); title('最大水平主应力剖面');
%地层破裂压力、地层坍塌压力。
Angle=45-phi/2;
K1=cot(Angle*pi/180);UCS=2*C.*K1;
rouc=(B.*(K1.^2-1).*Pp+0.95*(3*SigmaH-Sigmah-UCS))./((0.95+K1.^2).*DEPT)*100;%坍塌压力梯度。
Pf=3*Sigmah-SigmaH-B.*Pp+St;%破裂压力
rouf=1e3*Pf./(9.81*DEPT);
%导入实钻钻井液密度（已存为den.mat）。
load('C:\Users\wdy