力化耦合作用下的层理性页岩气水平井井壁失稳研究

作     者：邓媛 何世明 邓祥华 彭远春 何世云 汤明 DENG Yuan;HE Shiming;DENG Xianghua;PENG Yuanchun;HE Shiyun;TANG Ming

作者机构：油气藏地质及开发工程国家重点实验室(西南石油大学)四川成都610500 中国石油集团川庆钻探工程有限公司安全环保质量监督检测研究院四川广汉618300 中国石油集团川庆钻探工程有限公司钻采工程技术研究院四川广汉618300 中国石化西南石油工程有限公司井下作业分公司四川德阳618000 

出 版 物：《石油钻探技术》 (Petroleum Drilling Techniques)

年 卷 期：2020年第48卷第1期

页      面：26-33页

学科分类：0820[工学-石油与天然气工程] 082001[工学-油气井工程] 08[工学] 

基　　金：国家自然科学基金青年基金项目“基于水化进程的泥岩地层井壁坍塌机理研究”(编号:51904260) 四川省科技项目“高温高压裂缝性地层重力置换溢流机理与工业化应用研究”(编号:2018JY0460) 西南石油大学科研起航计划“泥页岩水化进程与坍塌周期研究”(编号:2017QHZ001)联合资助 

主　　题：页岩气 水平井 水化作用 层理面 井眼稳定 坍塌压力 

摘      要：针对现有页岩气水平井井壁稳定力化耦合分析大都仅考虑水化作用对岩石强度的影响,鲜有考虑水化应力应变影响的情况,以弹性力学和岩石力学等理论为基础,同时考虑水化作用对岩石力学参数的弱化效应和附加水化应力,建立了力化耦合作用下层理性页岩气水平井井壁坍塌压力预测模型,研究了层理性页岩气水平井井壁失稳机理,分析了影响井壁稳定的因素及影响规律。研究结果表明:存在层理面时,会使坍塌压力大幅升高;沿层理面方位钻进,井壁稳定性最好;当水化时间一定时,坍塌压力随距井壁径向距离增加而降低,水化时间越长,近井壁处易坍塌区域越大;考虑水化应力影响后坍塌压力会大幅升高,在设计钻井液密度时,不能忽略水化应力的影响。研究成果丰富了页岩气水平井井壁失稳理论,对层理性页岩气水平井钻井设计具有指导作用。