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煤层气井割理煤岩井壁稳定性影响因素分析
煤层气 井壁稳定 割理 离散元
2018/7/10
针对煤储层强度低、割理又发育、钻井过程中井壁失稳严重的现象，采用现场取样统计分析、扫描电镜等试验方法，研究了该区煤岩宏微观结构及力学强度参数、变形破坏特征，并利用通用离散元数值模拟软件在充分反映煤岩割理结构基础上分析煤层气井井壁稳定性的影响因素。研究结果表明：该区煤岩割理发育，面割理和端割理近似垂直且多以网状和树枝状分布；煤岩力学参数离散性强，在单轴和三轴条件下煤岩应力应变曲线类似，都经历压密、弹...
利用正电胶抑制黏土矿物和煤岩水化，结合表面活性剂增强岩样疏水性，对能增强“三气”共采条件下煤系地层井壁稳定性的水基钻井液性能进行了综合评价。结果表明:① 无机正电胶MMH-1具有良好的电性抑制能力；② 复合表面活性剂溶液与煤岩的接触角达102°，与页岩的接触角达91°，能显著增强煤岩和页岩的疏水性；③ 与清水相比，复合表面活性剂和无机正电胶MMH-1可显著阻缓煤岩和页岩孔隙压力传递速率，岩样渗透率...
软泥页岩在地层高压、流体环境下独有的力学变形特性一直是井壁稳定性控制工程领域的研究热点。针对软泥页岩低强度、高塑性的特点,考虑孔隙渗流、塑性损伤引起的渗透率变化等因素,建立了渗流-- 应力耦合形式的井壁稳定性评价数值模型,研究了流体渗流、泥浆压力、水平应力差的影响。结果表明,对过平衡钻井,当泥浆压力超过地层孔隙压力10% 时,渗流-- 应力耦合效应导致井壁塑性损伤区扩大至少65%,需予以考虑。水平...
基于井壁稳定控制建立井眼轨迹优化预测模型
断层作用应力区域 井壁稳定 剪切破坏 井眼轨迹优化 Mohr-Coulomb准则
2016/10/13
通过线性规划最优解理论及井壁剪切破坏条件，建立了井眼轨迹优化的控制方程及提出相应的数值求取方法。研究表明：当地应力大小关系满足控制方程的临界条件时，正断层作用应力区域钻直井或沿水平最小地应力方位钻水平井时，两者井壁稳定性相同，该情形也发生在逆断层作用应力区域钻直井或沿水平最大地应力方位钻水平井，此外，走滑断层作用应力区域，水平井沿水平最大或最小地应力方位钻进时，其井壁稳定性 也存在相同的可能性；另...
层理性地层中进行大斜度井施工的井壁失稳问题较为突出，在传统井壁稳定模型基础上，以弱面对岩石强度的弱化作用实验为依据，引入欧拉变换充分考虑三维地应力方向的任意性，利用Mogi-Coulomb准则强化中主应力对围岩本体强度的影响，结合单弱面强度准则建立分析层理性地层斜井井壁稳定问题的模型，并进一步给出计算斜井坍塌压力与破裂压力的方法与公式。实验与计算结果表明：当加载方向与弱面夹角为30°时岩石强度最低...
砂岩地层井壁稳定性分析
井壁稳定 砂岩 蠕变 西原模型
2014/4/1
南海某油田深部地层砂岩存在因蠕变导致的缩径现象，有必要分析该油田砂岩地层蠕变性质，为砂岩地层安全钻井提供借鉴。使用某油田深部地层砂岩岩心进行室内蠕变实验，测定不同差应力下岩心蠕变率。使用西原模型拟合了实验结果，拟合精度较高，并计算了某油田砂岩缩径井段安全钻井周期。计算结果表明，提高钻井液密度可大幅提高安全钻井周期，也可采用定期起下钻、下套管封固缩径井段等工程措施阻止或减缓砂岩蠕变。
Kingfisher区块过断层地应力变化规律及井壁稳定性
地应力 井壁稳定 安全泥浆密度窗口
2014/3/25
Kingfisher区块断层发育,钻穿断层时井壁坍塌、钻井液漏失等复杂情况频发。根据孔隙弹性理论及Mohr-Coulomb强度准则,分析了正断层对地应力的影响规律,结合断层对地层力学性质的影响建立过断层时井壁稳定预测模型。结果表明,过正断层后垂直断层迹线水平应力明显增加;断层附近发育断层破碎带,使地层强度降低、坍塌压力升高;过断层时的安全泥浆密度窗口大大减小,为防止断层破碎带发生漏失,应以最小水平...
锦州25-1油田沙河街组地层井壁失稳严重,为解决该油田的井壁失稳问题,对该油田的泥页岩矿物组分进行了分析,开展了泥页岩的力学及水化特性实验,分析了锦州25-1油田沙河街组泥页岩的岩石力学特性和井壁失稳机制.研究发现,沙河街组地层层理性泥页岩和水敏性泥页岩共同发育;层理性泥页岩具有显著的各向异性,易发生沿层理面的剪切滑移,造成井壁失稳;水敏性泥页岩在钻井液作用下会发生水化膨胀,导致井周地层的力学性质...
煤层属于裂缝发育的地层，钻井过程中井壁稳定性分析复杂，对煤层井壁稳定性进行评价十分必要。为此采用山西省沁水盆地樊庄3号煤层及取得的基本物理参数和节理参数，利用适合模拟节理煤层的离散元软件UDEC建立直井煤层模型，通过改变井底压力参数来分析井壁位移变化情况，得出了井眼模型宏观变化图像、微观位移矢量图以及8种不同状态下模型应力数据，并定量分析了8种状态下井眼附近离散单元失效情况。综合位移矢量图和定量分...
页岩气藏开发采用的井型一般为水平井，在层理发育的页岩地层中钻井一般都存在严重的井壁失稳问题。为此，根据有效应力理论改进了层理地层水平地应力计算模型，并结合川南地区所取岩心进行室内强度实验，选取适当的破坏准则，对比2个地层水平地应力计算模型和水平井眼井周应力状态，得出了页岩气藏水平井坍塌压力随层理面产状的变化规律。研究结果发现：对于页岩地层而言，采用常规的均质地层水平地应力预测模型研究井壁稳定性，低...
由于天然气水合物特殊的理化性质，水合物地层要比常规地层的井壁稳定问题更加复杂，钻井液温度对天然气水合物地层的稳定性影响将是一个不容忽视的因素。为此，考虑热传导、对流、水合物分解、地层力学性质变化等诸多因素及其相互耦合作用，建立了温度影响天然气水合物地层井壁稳定的数学模型，并进行有限元求解。最后以国外某深水天然气水合物地层实际取得的地质资料为例，计算分析了钻井液温度对地层水合物分解、地层力学性质变化...
川东北元坝地区元坝11井地应力建模和井壁稳定性分析
地应力建模 三压力 井壁稳定性 元坝11井
2014/4/8
川东北元坝地区由于地质条件复杂,多次发生井漏、坍塌、溢流等复杂井况与事故,严重影响施工周期.本文利用GMI井壁稳定性软件,依据元坝11井钻井、测井及地质资料,计算了元坝11井的岩石力学参数,并依据岩石力学实验数据,实现了杨氏模量及泊松比的动静态转化.进一步,利用压裂资料及井眼崩落法则约束最小、最大主应力,计算了最大、最小主应力.建立了元坝11井的孔隙压力、坍塌压力及破裂压力三压力剖面,预测了泥浆密...
定向井井周应力状态和井壁稳定性规律与直井有着明显的差别，开展地应力类型对定向井井壁稳定性的影响规律研究，对定向井井眼轨迹设计具有一定的指导作用。为此，根据正常、走滑和反转三种地应力类型，深入分析了定向井井斜角和井眼方位对井壁坍塌破坏的影响规律。结果表明：①随着井斜角的增加，正常和反转地应力类型的井壁稳定性逐渐变差，即直井比定向井或水平井井壁稳定性更好；②随着井斜角的增加，走滑地应力类型的井壁稳定性...
气体钻井井壁稳定性研究是解决气体钻井适应性评价问题的关键，对促进气体钻井技术推广应用、提高钻井速度、加快油气勘探开发步伐都具有重要意义。借鉴近年来岩石的全应力—应变实验成果和弹塑性分析理论模型的最新成果，考虑岩石材料峰后的应变软化特性、剪切膨胀特性，建立了气体钻井井壁稳定性模型。研究结果表明：气体钻井时井壁围岩可能出现弹性状态、塑性软化状态和塑性残余状态，当岩石处于弹性状态和塑性软化状态时井壁都能...