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提高裂缝性地层承压能力的实验研究及现场应用

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钻采工艺 2022年第3期45卷 119-124页

作者：鲁铁梅王战卫徐生江巩加芹王贵曹成中国石油新疆油田公司工程技术研究院西南石油大学石油与天然气工程学院

钻井液漏失是钻井工程中长期存在的复杂难题,强化井筒提高地层承压能力是解决此问题的关键。为此,研制了用于钻井液井筒强化实验评价的压裂实验装置,考察了典型的沥青类封堵剂、刚性颗粒封堵剂等材料对于完整岩心和带裂纹岩心的井筒强... 详细信息

钻井液漏失是钻井工程中长期存在的复杂难题,强化井筒提高地层承压能力是解决此问题的关键。为此,研制了用于钻井液井筒强化实验评价的压裂实验装置,考察了典型的沥青类封堵剂、刚性颗粒封堵剂等材料对于完整岩心和带裂纹岩心的井筒强化效果。结果表明:超细碳酸钙和乳化沥青复配使用时钻井液的井筒强化效果最好,原因在于岩石被压裂之后碳酸钙进入裂缝形成了致密封堵带。此外乳化沥青可以增强岩石的疏水性质,减少钻井液滤液渗入,显著提高岩石承压能力。微裂纹的存在会大幅度降低岩石的承压能力,现场应用表明钻遇带裂纹的地层比如割理发育的煤层时,应采用封堵型钻井液提高地层承压能力,避免地层被压裂进而导致井下复杂事故。研究成果为科学评价钻井液的井筒强化效果提供了新的方法,为井筒强化钻井液设计提供了实验参考和理论支撑。

关键词：钻井液井筒强化压裂装置井漏地层承压能力

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提高裂缝性地层承压能力机理研究进展

钻采工艺 2023年第2期46卷 133-138页

作者：黄宁生中国石油川庆钻探工程有限公司钻采工程技术研究院

地层承压能力是钻开井眼后地层不发生钻井液漏失时所能承受的井筒压力极限。由于天然裂缝发育,裂缝性地层通常表现出较低的承压能力,在固井和多压力系统钻井过程中频发井漏复杂。为了顺利完成固井和窄(负)安全密度窗口钻井施工,通常需... 详细信息

地层承压能力是钻开井眼后地层不发生钻井液漏失时所能承受的井筒压力极限。由于天然裂缝发育,裂缝性地层通常表现出较低的承压能力,在固井和多压力系统钻井过程中频发井漏复杂。为了顺利完成固井和窄(负)安全密度窗口钻井施工,通常需要进行提高裂缝性地层承压能力作业,以扩大钻井液安全密度窗口上限。文章首先分析了不同地层的承压能力模型,然后从地层表观破裂压力、周向应力、裂缝闭合压力、裂缝延伸阻力和温度效应五个方面综述了提高地层承压能力的力学机理、适用条件和关键技术。现有提高地层承压能力技术得到了广泛的应用,但其背后的力学机理还尚存争议,应用成功率也有待提升。建议继续开展提高地层承压能力力学机理研究,研制更加符合力学机理要求的堵漏材料,进一步强化提高地层承压能力作业效果。

关键词：裂缝性地层地层承压能力井漏堵漏井筒强化

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裂缝性地层防漏堵漏力学机制研究

岩石力学与工程学报 2016年第10期35卷 2054-2061页

作者：曾义金李大奇杨春和中国石油化工股份有限公司石油工程技术研究院页岩油气富集机理与有效开发国家重点实验室北京100101 中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室湖北武汉430071

井漏是制约安全、快速、高效钻井的技术瓶颈。为了提高防漏堵漏效率,基于断裂力学理论,采用理论分析和数值模拟方法,研究堵漏材料在裂缝内不同位置架桥及考虑不同封堵效率的裂缝尖端应力强度因子、井周有效切向应力及裂缝宽度大小。研... 详细信息

井漏是制约安全、快速、高效钻井的技术瓶颈。为了提高防漏堵漏效率,基于断裂力学理论,采用理论分析和数值模拟方法,研究堵漏材料在裂缝内不同位置架桥及考虑不同封堵效率的裂缝尖端应力强度因子、井周有效切向应力及裂缝宽度大小。研究表明,井筒压力一定时,裂缝越长,裂缝宽度和裂缝尖端应力强度因子越大;堵漏材料在裂缝开口处架桥时,井周有效切向应力提高最多,裂缝尖端应力强度因子最小,承压堵漏效果越好;缝内压力越低,井周有效切向应力提高越多,裂缝尖端应力强度因子越小。钻井中应根据裂缝宽度变化范围,选择合理的颗粒尺寸,使架桥位置靠近井筒,并随钻加入防漏堵漏材料,及时封堵微裂缝,防止裂缝持续扩展;同时使用优化的粒度分布及高性能的堵漏材料,形成致密封堵层,可以提高地层承压能力,有效预防井漏。通过现场试验验证,研究结果对现场防漏堵漏工作具有很好的指导意义。

关键词：石油工程裂缝断裂防漏堵漏数值模拟井筒强化

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耐高温多元插层膨胀石墨材料及其应用研究

钻探工程 2023年第3期50卷 66-73页

作者：吴雪鹏中石化石油工程技术研究院有限公司北京102206

随着深井、超深井勘探开发力度的不断加大,深层高温、高压等苛刻条件对钻井液提出了更高的要求。针对常规井筒强化材料较难满足深层、特深层钻井过程中的高温、高压等难题,研究了一种在150℃条件下即可膨胀的石墨材料,探索其在高温钻井... 详细信息

随着深井、超深井勘探开发力度的不断加大,深层高温、高压等苛刻条件对钻井液提出了更高的要求。针对常规井筒强化材料较难满足深层、特深层钻井过程中的高温、高压等难题,研究了一种在150℃条件下即可膨胀的石墨材料,探索其在高温钻井液中的封堵、降滤失等特性。膨胀石墨是一种具有耐高温(500℃)、高膨胀性能、自润滑性的柔性膨胀材料,现有膨胀石墨起始膨胀温度通常都高于300℃,无法在井底温度条件下发生膨胀。本文采用多元氧化插层法制备了低于300℃即可膨胀的石墨材料,将其起始膨胀温度由300℃降至150℃,研究了该膨胀石墨多元氧化插层膨胀机理,进一步考察了其在高温钻井液中的封堵、降滤失性能。

关键词：多元插层膨胀石墨起始膨胀温度耐高温井筒强化超深井

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考虑裂缝粗糙度的裂缝性地层堵漏分析

考虑裂缝粗糙度的裂缝性地层堵漏分析