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煤层气钻井井壁稳定机理及钻井液密度窗口的确定

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天然气工业 2010年第10期30卷 64-68页

作者：屈平申瑞臣中国石油钻井工程技术研究院

在煤层中钻井时,保持井壁的稳定具有重要意义。为此,利用有限元软件分析了近井壁裂纹尖端的受力状况,比较了尖端与井壁两处应力集中的情况,结果表明,裂纹尖端受力高于井壁的应力集中约一个数量级。从断裂力学的角度,研究了近井壁裂纹的... 详细信息

在煤层中钻井时,保持井壁的稳定具有重要意义。为此,利用有限元软件分析了近井壁裂纹尖端的受力状况,比较了尖端与井壁两处应力集中的情况,结果表明,裂纹尖端受力高于井壁的应力集中约一个数量级。从断裂力学的角度,研究了近井壁裂纹的扩展,分析了裂纹扩展在节理煤岩井壁失稳中所起的作用,讨论了裂纹表面闭合、孔隙压力及井壁渗透性等因素对井壁失稳的影响。利用经典断裂力学理论即应力强度因子理论和最大周向应力准则,对近井壁的裂纹进行了抽象建模,建立了煤岩井壁失稳的判据。根据失稳判据,提出拉剪破坏压力和压剪破坏压力的概念,两者分别为节理煤层钻井液密度窗口的上下临界值,两者之间为井壁稳定,两者之外便是井壁失稳。利用山西沁水盆地的岩心数据及现场钻井资料进行了实例计算,基于常规岩石力学方法求出的破裂压力和坍塌压力分别为19.1MPa、6.4MPa,而用所建立的方法得到的上下临界压力为18.1MPa、7.6MPa。由此证明了所建立的方法得到的密度窗口小于前者,与实际情况更加相符。

关键词：断裂力学节理煤层井壁稳定应力强度因子钻井液密度窗口

地震层速度法预测南海北部深水钻井安全钻井液密度窗口

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石油钻采工艺 2015年第4期37卷 42-44页

作者：陈江华李忠慧方满宗李磊朱亮吴惠梅长江大学石油工程学院湖北武汉430100 中海石油(中国)有限公司湛江分公司广东湛江524057

针对南海北部琼东南盆地深水油气田钻井过程中窄钻井液密度窗口导致的井漏问题,建立了适合深水环境的井壁稳定分析计算模型,应用地震层速度资料对L4 井的地层孔隙压力、坍塌压力、破裂压力进行了计算.结果表明,坍塌压力随井深增加而增大... 详细信息

针对南海北部琼东南盆地深水油气田钻井过程中窄钻井液密度窗口导致的井漏问题,建立了适合深水环境的井壁稳定分析计算模型,应用地震层速度资料对L4 井的地层孔隙压力、坍塌压力、破裂压力进行了计算.结果表明,坍塌压力随井深增加而增大,但总体都小于地层孔隙压力,因此将地层孔隙压力作为安全钻井液密度窗口的下限.破裂压力随井深增加而增大,在海底泥面处最小,仅为1.02 g/cm^3,地层孔隙压力与地层破裂压力下限的范围仅为0.021-0.092 g/cm^3,最大也只有0.290 g/cm^3,表明安全钻井液密度窗口窄.结合目标井的实际情况,考虑ECD、激动压力等的影响,推荐了不同层段钻井液密度范围,计算结果与实钻情况吻合,满足实际需要,表明应用层速度计算安全钻井液密度窗口是可行的.

关键词：深水钻井钻井液密度窗口低温钻井难点地震层速度法

基于三维地应力的水平井轨道优化及钻井液密度窗口分析

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石油钻采工艺 2020年第5期42卷 564-568页

作者：石建刚沈新普李渊周洪涛吴德胜沈国晓中国石油新疆油田分公司工程技术研究院中国石油大学(华东)

准噶尔盆地南缘区域断层多、背斜构造明显,地应力分布复杂,主应力方向随位置变化较大,不利于水平井轨道优化及钻井液密度窗口设计。为此,在三维地应力场计算模型建立过程中考虑了背斜构造对局部应力的影响,数值求解得到的地应力分量值... 详细信息

准噶尔盆地南缘区域断层多、背斜构造明显,地应力分布复杂,主应力方向随位置变化较大,不利于水平井轨道优化及钻井液密度窗口设计。为此,在三维地应力场计算模型建立过程中考虑了背斜构造对局部应力的影响,数值求解得到的地应力分量值比采用解析法得到的地应力值更准确;相应地,在此基础上计算得到的钻井液密度窗口值比利用解析法得到的钻井液密度窗口值更准确。首先对区块内的高探1井进行单井实测及单井地应力分析,然后对目标区块三维地应力场进行精细化有限元建模计算,从而得到区块的三维地应力场数值解;根据三维地应力场中主应力的方向角分布情况,优化水平井轨道,并计算出相应的安全钻井液密度窗口,为高泉区块安全优快钻井提供理论依据和准确的参考数据。研究表明基于三维地应力的水平井轨道优化及钻井液密度窗口计算模型是准确的、实用的。

关键词：地应力场地震波数据测井数据水平井井轨道优化钻井液密度窗口

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深水钻井安全钻井液密度窗口影响因素分析

深水钻井安全钻井液密度窗口影响因素分析

作者：何藜中国石油大学（北京）

学位级别：硕士

深水钻井过程中如果钻井液密度选择不当,极易发生井壁坍塌、井漏等钻井风险,深水钻井安全钻井液密度窗口的合理确定对于保证作业安全具有重要意义。深水地层孔隙压力、坍塌压力、漏失压力和破裂压力是影响深水钻井安全钻井液密度窗口的... 详细信息

深水钻井过程中如果钻井液密度选择不当,极易发生井壁坍塌、井漏等钻井风险,深水钻井安全钻井液密度窗口的合理确定对于保证作业安全具有重要意义。深水地层孔隙压力、坍塌压力、漏失压力和破裂压力是影响深水钻井安全钻井液密度窗口的主要因素。对于深水浅部地层而言,由于其成岩性差、土质松软,极易发生漏失风险;而深水深部地层的地层破裂压力偏低,坍塌压力和破裂压力之间的安全钻井液密度窗口很小。本文以我国南海某深水气田为例,利用现场取得的岩心开展了室内岩石力学实验,结合邻井的测井资料,建立了岩石力学参数和地层强度纵向剖面;基于深水地层的特点,分别分析了深水浅部和深部地层的孔隙压力、坍塌压力、漏失压力和破裂压力,建立了地层压力纵向剖面。基于压力约束原则,确定了目标区块深水钻井安全钻井液密度窗口,为深水钻井液密度窗口的确定和钻井工程方案的设计提供了理论依据。

关键词：深水井壁稳定漏失压力破裂压力钻井液密度窗口

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元坝陆相地层钻井液密度窗口的确定与应用

石油天然气学报 2015年第11期37卷 31-38页

作者：胡德云赵鹏斐周成华范翔宇周鑫中石化西南石油工程有限公司钻井工程研究院四川德阳618000 西南石油大学石油与天然气工程学院四川成都61oooo 西南石油大学石油与天然气工程学院四川成都610000 中石油玉门油田分公司钻采工程研究院甘肃酒泉735000

元坝陆相地层地质构造复杂，工区地层岩层走向高陡且岩石易碎，井下易发生井漏坍塌事故。通过测井方法构建了元坝地区陆相地层岩石动静力学参数转换模型，优选了符合元坝地区的地层孔隙压力、破裂压力和坍塌压力的计算模型，结合元坝地... 详细信息

元坝陆相地层地质构造复杂，工区地层岩层走向高陡且岩石易碎，井下易发生井漏坍塌事故。通过测井方法构建了元坝地区陆相地层岩石动静力学参数转换模型，优选了符合元坝地区的地层孔隙压力、破裂压力和坍塌压力的计算模型，结合元坝地层的特殊性，考虑地层破碎程度、岩石力学特性、地层倾角、井斜角和井斜方位角对元坝陆相地层安全密度窗口的影响，得到了适用于元坝陆相地层的安全密度窗口。通过YL702井漏失层位安全密度窗口的计算，表明新建立的安全密度窗口理论计算结果和实钻情况基本相符，验证了模型的合理性，研究成果对元坝陆相地层的井壁稳定性研究有借鉴意义。

关键词：陆相地层元坝地区钻井液密度窗口坍塌压力破裂压力地应力漏失

深水钻井钻井液密度窗口及套管层次确定方法研究

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深水钻井钻井液密度窗口及套管层次确定方法研究

作者：窦玉玲中国石油大学

学位级别：硕士

海洋深水区域的油气资源已经成为目前世界各国关注的重要目标之一,深水钻井是海洋油气资源勘探开发的必备技术。针对深水钻井浅部地层强度低、钻井液密度窗口狭窄、缺乏完整的地质资料、地层压力存在不确定性、套管层次设计安全可靠性... 详细信息

海洋深水区域的油气资源已经成为目前世界各国关注的重要目标之一,深水钻井是海洋油气资源勘探开发的必备技术。针对深水钻井浅部地层强度低、钻井液密度窗口狭窄、缺乏完整的地质资料、地层压力存在不确定性、套管层次设计安全可靠性程度要求高等问题,本文开展了提高地层压力预测精度及深水钻井液密度窗口确定方法的研究,邻井资料的合理应用研究,不确定地层压力条件下的套管层次设计方法研究等工作。通过引入未确知有理数法和拟合校正法,提出了一种有效消除干扰信息,合理处理原始资料,提高地层压力预测精度的方法。应用实践表明,利用所建立的方法可使地层压力的预测误差稳定在10%以内。通过引入深度平差法,解决了新井借用邻井测井资料时,相同层位深度不同的问题,消除了由此产生的预测结果在深度上的错动,形成了一种邻井资料向目的区块合理移置的方法。针对地压梯度不确定性、地压剖面不连续性等复杂地质情况,给出了两种套管层次优选方法,利用这两种方法可以优选出一种尽可能满足多种压力剖面的套管层次方案,确定出相对安全性较高的套管下深。形成了一套深水油气井钻井液密度窗口确定及套管层次设计优选的方法,编制了相应的应用软件。

关键词：深水预测精度钻井液密度窗口套管层次

有限元法确定煤层气井钻井液密度窗口模型应用

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探矿工程（岩土钻掘工程） 2014年第5期41卷 1-5页

作者：林海陈磊程远方蒋振伟张振活凡帆董海东郝超刘婷婷低渗透油气田勘探开发国家工程实验室川庆钻探钻采工程技术研究院陕西西安710018 中国石油大学〈华东〉石油工程学院山东青岛266580

随着国内市场对天然气需求量的迅速增长,如何成功开发宁武盆地储量丰富的煤层气资源已成为目前非常规气藏开发的一个重要课题。结合宁武盆地地应力状态、地层孔隙压力、地层强度参数、井斜角和方位角等参数,科学确定适合煤层气井钻进的... 详细信息

随着国内市场对天然气需求量的迅速增长,如何成功开发宁武盆地储量丰富的煤层气资源已成为目前非常规气藏开发的一个重要课题。结合宁武盆地地应力状态、地层孔隙压力、地层强度参数、井斜角和方位角等参数,科学确定适合煤层气井钻进的钻井液密度窗口,成为宁武盆地煤层气项目能够高效、安全实现产业化发展的关键因素之一。通过ANSYS软件对宁武盆地9号煤层建立有限元模型,分别分析了不同地应力方向时不同井斜角钻井液密度对井眼扩大率的影响规律,针对不同方位和井斜得出了适用的钻井液密度窗口,对于下一步宁武盆地煤层气井产业化开发中有效控制煤层坍塌,降低复杂情况,提高钻井效率及提高煤层气开发综合效益提供了技术支撑。

关键词：煤层气地应力有限元法井壁稳定钻井液密度窗口宁武盆地

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元坝陆相地层钻井液密度窗口的建立与分析

元坝陆相地层钻井液密度窗口的建立与分析

2017年全国天然气学术年会

作者：周成华张珍王权阳曾艺王方博蔡静熊晓桃中石化西南石油工程有限公司钻井工程研究院

本文通过测井方法构建了元坝地区压敏性地层岩石动静力学参数转换模型,优选了符合元坝地区的地层孔隙压力、破裂压力和坍塌压力的计算模型,建立了元坝陆相地层安全密度窗口。并结合元坝地层的特殊性,分析了破碎程度、地层岩石力学特性... 详细信息

本文通过测井方法构建了元坝地区压敏性地层岩石动静力学参数转换模型,优选了符合元坝地区的地层孔隙压力、破裂压力和坍塌压力的计算模型,建立了元坝陆相地层安全密度窗口。并结合元坝地层的特殊性,分析了破碎程度、地层岩石力学特性、地层倾角、井斜角和井斜方位角对元坝陆相地层安全密度窗口的影响。通过YL702井漏失层位安全密度窗口的计算,表明新建立的安全密度窗口理论计算结果和实钻情况基本吻合,验证了模型的合理性,研究成果对元坝陆相地层的井壁稳定性研究有借鉴意义。

关键词：元坝陆相地层钻井液密度窗口坍塌压力漏失

来源： cnki会议评论

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扩展钻井液安全密度窗口理论与技术进展

钻井液与完井液 2007年第4期24卷 69-73页

作者：刘加杰康毅力王业众油气藏地质及开发工程国家重点实验室.西南石油大学

钻井液安全密度窗口狭窄易引起井壁失稳、漏失性储层损害和其它钻井复杂情况的发生,严重制约着油气资源的开发速度和经济效益。通过钻井液安全密度窗口的确定方法及影响安全密度窗口大小的地质及工程因素的概括,归纳了扩展密度窗口的技... 详细信息

钻井液安全密度窗口狭窄易引起井壁失稳、漏失性储层损害和其它钻井复杂情况的发生,严重制约着油气资源的开发速度和经济效益。通过钻井液安全密度窗口的确定方法及影响安全密度窗口大小的地质及工程因素的概括,归纳了扩展密度窗口的技术条件,从物理、化学、力学的角度讨论了扩展安全密度窗口的方法,并举例说明了典型方法的成功应用。研究指出,预处理地层以提高井壁强度、用封堵、堵漏原理提高地层承压能力是扩展安全密度窗口的主要途径。建议开展多尺度井壁失稳及复杂性预测理论研究,加强用于过程监测的智能化、自动化井下测量工具研发,重视新材料开发并大幅度提高井壁强度。

关键词：钻井液密度窗口井眼稳定防止地层损害钻井液井漏地层压力