井壁稳定性 调研.ppt

石油工程岩石力学 井壁稳定性调研汇报 西南石油大学石油与天然气工程学院 汇报小组成员 陈睿飏申鑫 2016年 Southwestpetroleumuniversityinstituteofpetroleumengineering 12月 13日 参考文献 存在问题 发展历史 研究现状 实例分析 参考文献 PART2 发展历史 预测井周应力分布的本构模型 判断井壁岩石稳定性的强度判别准则 65 井壁稳定力学研究 没考虑井筒液注压力直井井周弹塑性应力分布的数学描述 着重于选择合适的破坏准则以确定安全的钻井液密度 考虑井筒液注压力与各方向应力差异 考虑地层各向异性分析定向井的井壁稳定问题 Westgard1940 Willis1957 Fairhurst1964 Mclean1990 Aadony1987 JCRoegier1993 Abousleiman1998 金衍1999 假设地层均匀各项同性 研究软弱结构面对井壁稳定性的影响 着重于研究泥页岩的井壁稳定性 刘向君2002 谭强2010 赵凯2013 袁俊亮2013 煤层气井壁稳定性研究 PART3 研究现状 失稳机理从基础物性 矿物组成 微观结构 理化特征 到力学特征对煤层 页岩进行系统研究 总结提炼煤层 页岩岩石物理和力学共性特征钻井液研发针对水基钻井液 应进一步研究钻井液密度控制 针对油基钻井液 应进一步研究封堵性能好的变形粒子 同时 因钻井过程中井壁稳定具有极强的时效性所以应研究如何实时地对当前钻头处地层的井壁稳定性进行评价力 化 温度 耦合模型由力学 化学耦合向力学 化学 电势 热力等多场耦合方向发展 发展趋势 PART4 实例分析 煤层气井壁稳定性研究方法 页岩气井壁稳定性研究方法 案例分析 煤层气井壁稳定性 极限平衡法 煤层气井壁稳定性 极限平衡法 近井壁围岩应力分析 井壁围岩为连续体 割理引起的诱导应力分析 考虑多条割理分布的煤层应力场分析 煤层气井壁稳定性 极限平衡法 实例拟合及应用 1 基础资料 以沁水盆地郑庄区块沁12 10 70 X井为例 该井为直井 煤层段割理裂隙极度发育 造成井在966 7 969 20m段处发生了严重的井壁坍塌事故 根据各块体的滑落条件计算结果 III型块体最易滑落 钻井液压力在某个区间范围内 井壁坍塌程度最低增大或减小钻井液压力都使得井壁坍塌加剧 煤层气井壁稳定性研究方法 三维离线元法 实例拟合 敏感性分析 井眼走向 面割理走向与井眼走向平行时 井壁稳定性更差割理密度 割理密度越小 需要保持井壁稳定的井底压力就越小井壁的破坏主要出现在割理面井径 井径越大 井眼切割的割理数就越多保持井壁稳定所需的井底压力就越大井底压力 井底压力越大 井壁越稳定 煤层气井壁稳定性研究方法 页岩气井壁稳定性研究方法 案例分析 页岩水平井井壁稳定性分析 层理性页岩 实例分析 四川东南部威远构造第一口页岩气水平井W201 H1井 设计井深3032m 水平段长度1200m 实钻井深为2823 48m 最终水平段长度为991 48m 在该井设计过程中 采用了常规井壁稳定分析模型进行密度设计 因此 由于水平段发生井壁坍塌失稳问题 处理井下复杂事故耗时37 66d 处理井下复杂事故的时间达到了整口井的52 26 建议在直井段页岩地层按照常规井壁稳定分析方法设计钻井液密度 而在水平段页岩地层推荐采用考虑层理及其弱化影响的井壁坍塌失稳分析方法设计钻井液密度 从而降低井壁坍塌失稳的风险 确保安全快速钻井 页岩气水平井井壁稳定性分析 地应力类型 页岩气水平井井壁稳定性分析 温度和化学耦合作用 井周热应力表达式 井周渗力场变化表达