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破碎性地层坍塌压力计算模型

钻采工艺 2012年第1期35卷 21-23,8-9页

作者：姚如钢何世明龙平梁红军叶艳周晓红王成学西南石油大学石油工程学院塔里木油田公司川庆钻探国际工程公司生产运行部

破碎性地层裂缝、微裂缝及层理十分发育,地层各向异性明显,地层坍塌压力高,安全钻井液密度窗口窄,在低井筒液柱压力下井壁易垮塌,在高井筒液柱压力下又容易发生井漏。不同于均质各向同性地层,这类地层的井壁围岩力学稳定性主要取决于这... 详细信息

破碎性地层裂缝、微裂缝及层理十分发育,地层各向异性明显,地层坍塌压力高,安全钻井液密度窗口窄,在低井筒液柱压力下井壁易垮塌,在高井筒液柱压力下又容易发生井漏。不同于均质各向同性地层,这类地层的井壁围岩力学稳定性主要取决于这些单元体结构面的强度(抗滑能力)。当单元体所受应力超过了其结构面抗滑能力时,井壁围岩即出现滑动失稳。由均质各向同性地层井壁力学稳定性分析理论出发,引入地层岩石破碎程度指数Bd来定量的描述地层岩石破碎程度对井壁围岩等效应力状态的影响,并根据Mohr-Coulomb准则建立了破碎性地层坍塌压力计算式,Bd值越大,井壁坍塌压力越大,井壁越易失稳,实例计算表明所建立的模型计算结果与工程实际吻合较好。

关键词：破碎性地层坍塌压力井壁稳定岩石破碎程度指数

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渤中区块破碎性地层井壁失稳机理及对策

科学技术与工程 2023年第22期23卷 9476-9483页

作者：杨玉贵蔡文军幸雪松邢希金林海中海油研究总院北京100028 中国石油大学(北京)石油工程学院北京102200 中海油天津分公司渤海石油研究院天津300451

渤中区块东下段及以下地层泥页岩破碎性发育,已钻井井壁坍塌严重。通过综合分析破碎区地层特性,地质力学特征,以及钻井液性能的适应性,明确了渤中区块破碎性地层的井壁失稳机理,并提出了定制化的技术对策。研究结果表明,该区块泥岩地层... 详细信息

渤中区块东下段及以下地层泥页岩破碎性发育,已钻井井壁坍塌严重。通过综合分析破碎区地层特性,地质力学特征,以及钻井液性能的适应性,明确了渤中区块破碎性地层的井壁失稳机理,并提出了定制化的技术对策。研究结果表明,该区块泥岩地层为硬泥页岩,微裂缝发育,孔缝宽度为2~6μm,具有弱水化性质。东下段及以下泥页岩地层属于中等偏低强度地层,在聚胺PEM钻井液中浸泡7 d后,岩石强度下降40.82%。同时,上覆岩层压力和水平最大地应力之间差值较小,水平最小地应力值较低。井壁失稳机理主要为地层受走滑断层伴生正断层控制,钻井坍塌压力相对较高,地层微裂缝发育,钻井液封堵性不能满足微裂缝封堵要求,同时,破碎区泥页岩存在安全稳定周期。建议使用密度为1.40 g/cm^(3)的聚胺PEM钻井液,在破碎区中钻井安全周期超过10 d,并添加3%的TEX封堵剂增强钻井液封堵性能。研究结果能够有效指导渤中区块开发井的安全钻井。

关键词：泥页岩破碎性地层微裂缝安全稳定周期

顺北油气田破碎性地层井壁稳定技术难题与对策

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科学技术与工程 2022年第13期22卷 5205-5212页

作者：王伟吉李大奇金军斌徐江张杜杰中国石化石油工程技术研究院北京100101

近年来,顺北油气田多口井因钻遇破碎性地层出现了严重的井壁坍塌掉块情况,导致阻卡频繁,多口井回填侧钻,已成为顺北油田勘探开发的重大技术难题之一。统计分析了顺北油气田奥陶系破碎性地层复杂现状,针对破碎性地层技术难点,研究分析了... 详细信息

近年来,顺北油气田多口井因钻遇破碎性地层出现了严重的井壁坍塌掉块情况,导致阻卡频繁,多口井回填侧钻,已成为顺北油田勘探开发的重大技术难题之一。统计分析了顺北油气田奥陶系破碎性地层复杂现状,针对破碎性地层技术难点,研究分析了其坍塌失稳机理,提出了安全钻井技术对策。结果表明:失稳机理主要为受挤压构造影响,地层破碎,应力集中,加之地层高角度裂缝、层理等弱面发育,胶结性差,结构松散,极易发生剪切破坏,产生大面积坍塌失稳现象。钻井液应强化致密封堵、固结性能,提高地层完整性和岩石强度,适当提高钻井液密度,加强力学支撑作用,同时提高钻井液携带能力,保持井眼清洁。破碎性地层钻进时应尽量简化钻具,优化钻井参数,“少进多退”,保证井下安全。

关键词：破碎性地层井壁稳定碳酸盐岩应力集中钻井液

顺北油气田深部破碎性地层井壁失稳机理及对策研究

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钻采工艺 2023年第1期46卷 42-49页

作者：金军斌张杜杰李大奇张栋汪露杨云龙页岩油气富集机理与有效开发国家重点实验室中石化石油工程技术研究院有限公司中石化西北油田分公司

顺北油气田多口探井在奥陶系碳酸盐岩地层钻遇破碎带,井壁失稳严重,已成为制约顺北油气田安全建井的突出问题。文章在综合分析顺北奥陶系破碎性碳酸盐岩地层井壁失稳类型及理化特性、裂缝面物理—力学特性和岩石力学实验的基础上,提出... 详细信息

顺北油气田多口探井在奥陶系碳酸盐岩地层钻遇破碎带,井壁失稳严重,已成为制约顺北油气田安全建井的突出问题。文章在综合分析顺北奥陶系破碎性碳酸盐岩地层井壁失稳类型及理化特性、裂缝面物理—力学特性和岩石力学实验的基础上,提出了井壁稳定钻井液技术对策。研究发现,区域断裂带附近地应力方向复杂,地应力差大;地层天然多尺度裂缝发育、破碎程度大、岩体等效强度较低;钻井液易沿天然裂缝侵入地层,钻井液-裂缝面水岩作用造成缝面粗糙度减小、摩擦系数降低,易诱发地层沿裂缝面失稳,是深部破碎性地层井壁失稳的主要机理。明确“合理密度支撑+钻井液刚柔并济多级配封堵”,配合使用“耐高温随钻/段塞固壁剂”是顺北油气田深部破碎性地层稳定的井壁钻井液技术对策。研究成果对促进深部破碎性地层安全高效钻井具有重要借鉴意义。

关键词：深部地层破碎性地层井壁失稳碳酸盐岩裂缝面钻井液随钻固壁

顺北油气田碳酸盐岩破碎性地层防塌钻井液技术

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石油钻探技术 2020年第2期48卷 12-16页

作者：陈修平李双贵于洋周丹中国石化西北油田分公司石油工程技术研究院新疆乌鲁木齐830011 中国石化缝洞型油藏提高采收率重点实验室新疆乌鲁木齐830011 中国石油新疆油田分公司百口泉采油厂新疆克拉玛依834000

为了解决顺北油气田奥陶系碳酸盐岩破碎性地层易发生井壁坍塌的问题,从地质构造特征、地层裂缝发育及充填程度和井壁岩块受力等方面分析了井壁坍塌的原因,发现造成井壁坍塌掉块的主要原因是强挤压段应力集中、地层微裂缝发育和定向井段... 详细信息

为了解决顺北油气田奥陶系碳酸盐岩破碎性地层易发生井壁坍塌的问题,从地质构造特征、地层裂缝发育及充填程度和井壁岩块受力等方面分析了井壁坍塌的原因,发现造成井壁坍塌掉块的主要原因是强挤压段应力集中、地层微裂缝发育和定向井段受重力影响。虽然地层破碎、应力集中无法改变,但可以提高钻井液的封堵性能,通过有效充填、封堵微裂缝阻止压力传递,同时钻井液保持较高的密度支撑井壁,从而解决井壁坍塌问题。为此,综合考虑强化钻井液封堵能力、控制钻井液高温高压滤失量和优化钻井液动塑比等,优选了防塌钻井液配方,并保持较高的钻井液密度以支撑井壁,形成了防塌钻井液技术。该技术在顺北X井进行了现场试验,钻进中扭矩稳定,机械钻速较高,井径扩大率较小,防塌效果良好,可为其他油气田破碎性地层的高效、安全钻井提供借鉴。

关键词：碳酸盐岩破碎性地层井眼失稳防塌钻井液顺北油气田

顺北油气田奥陶系破碎性地层井壁失稳影响因素分析

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断块油气田 2022年第2期29卷 256-260页

作者：张亚云李大奇高书阳林永学曾义金页岩油气富集机理与有效开发国家重点实验室北京100101 中国石化石油工程技术研究院北京100101

针对顺北油气田奥陶系破碎性地层井壁失稳频发的技术难题,通过开展X射线衍射、扫描电子显微镜和滚动回收率等室内实验,建立了考虑多弱面效应和力化耦合作用的井壁失稳模型,分析了井壁失稳机理及影响因素。研究表明:奥陶系破碎性地层以... 详细信息

针对顺北油气田奥陶系破碎性地层井壁失稳频发的技术难题,通过开展X射线衍射、扫描电子显微镜和滚动回收率等室内实验,建立了考虑多弱面效应和力化耦合作用的井壁失稳模型,分析了井壁失稳机理及影响因素。研究表明:奥陶系破碎性地层以方解石为主,黏土矿物质量分数低,水化分散能力弱,多尺度非连续破碎结构和非黏土水化型水岩损伤作用是井壁失稳的关键因素;随弱面组数的增加,岩石强度的各向异性愈发显著,坍塌压力增大,安全钻井的优势方位角与倾角选择减少;随着弱面倾角由0°增大到90°,坍塌压力呈现先增加、后平稳、再逐渐减小的趋势;坍塌压力随弱面内聚力、内摩擦角的增大而显著降低,且内摩擦角的影响更显著,但随弱面胶结强度的升高,坍塌压力的降低率具有一定的极限。

关键词：破碎性地层多弱面力化耦合井壁失稳奥陶系顺北油气田

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破碎性地层封堵效果的评价方法探讨

石油钻井工程 1997年第3期4卷 46-49页

作者：钱续军罗平亚新疆石油管理局钻井工艺研究院工艺五室西南石油学院

评价井壁不稳定的传统方法主要是基于泥页岩的水化分散与膨胀两个特性，而破碎性地层，煤层及硬碎性地层的井壁垮塌机理完全不同于泥页岩地层，以前的评价方法难以适用，必须重新建立评价模型。作者在此做了一些定性的工作，供参考。

关键词：井壁稳定破碎性地层封堵卡钻

维普期刊数据库评论

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塔深5井超深复杂井眼破碎性地层取心技术

中国石油和化工标准与质量 2023年第18期43卷 139-141页

作者：郭刚赵宽心叶翔中石化中原石油工程公司塔里木分公司新疆库尔勒841000

为了解寒武系地层储集性能及含油气性,塔深5井需要在寒武系及震旦系地层取心。针对地层承压能力低、井壁易失稳掉块卡钻、白云岩可钻性差、地层裂缝发育等诸多技术难题,在保证取心安全的前提下,围绕如何提高取心进尺及收获率,进行了一... 详细信息

为了解寒武系地层储集性能及含油气性,塔深5井需要在寒武系及震旦系地层取心。针对地层承压能力低、井壁易失稳掉块卡钻、白云岩可钻性差、地层裂缝发育等诸多技术难题,在保证取心安全的前提下,围绕如何提高取心进尺及收获率,进行了一系列的技术攻关,制定了详细的技术措施及施工方案,顺利完成了取心作业。该井共取心11次,累计取心50.59m,收获率高达93.90%,最深取心井段89 9 4~90 0 0m,连续8次刷新亚洲陆上取心最深纪录,对国内外超深复杂井眼破碎地层取心具有一定的借鉴意义。

关键词：塔里木盆地超深复杂井眼破碎性地层稳定性取心收获率

涪陵破碎性地层井壁失稳影响因素分析及技术对策

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天然气勘探与开发 2018年第2期41卷 70-73,82页

作者：梁文利中国石化江汉石油工程有限公司页岩气开采技术服务公司

柴油基钻井液体系具有良好的井壁稳定能力、低摩阻、低失水等特性,并在涪陵页岩气水平段得到广泛应用,但是随着涪陵二期垂深大于3 500 m的深层页岩气开发,采用油基钻井液体系钻进,出现一系列井下复杂情况,如掉块、起下钻通井遇阻卡,电... 详细信息

柴油基钻井液体系具有良好的井壁稳定能力、低摩阻、低失水等特性,并在涪陵页岩气水平段得到广泛应用,但是随着涪陵二期垂深大于3 500 m的深层页岩气开发,采用油基钻井液体系钻进,出现一系列井下复杂情况,如掉块、起下钻通井遇阻卡,电测遇阻,甚至埋钻具填井事故,因此,有必要对油基钻井液环境下的页岩井壁失稳问题进行研究分析。以焦页XX井为例,从地质、钻井液、工程三方面进行综合研究分析,认为破碎性页岩地层本身的力学不稳定性是造成井壁失稳的主要因素,并提出一些建议性措施:钻井液的密度要保持高位,同时提高油基钻井液的封堵能力,保持高油水比例,工程和地质相结合,尽可能减少穿越该复杂地层。

关键词：涪陵区块深层页岩气井壁稳定破碎性地层油基钻井液