准噶尔盆地中部I区块坍塌压力分析

准噶尔盆地腹部地区中部I区块是中国石化西部新区勘探的重点区块,通过庄1井、沙1井2口探井的钻井发现了工业油气流.在钻井施工中,白垩系、侏罗系地层井壁失稳严重.在室内岩芯实验的基础上,确定了影响该区块坍塌压力计算的基础参数,从而确定出保持井壁稳定所需的钻井液密度,为该区今后的油气勘探开发提供了保证.     

泥浆中超深钻井井壁竖向稳定性分析

在调研国内外深井建设的基础上,结合工程实际情况,将井壁假定为下端固定、上端自由的压杆.采用解析解、Newrnark数值计算对安徽板集煤矿主井、风井井壁的稳定性进行了验算,在分析计算中计入井壁变截面刚度、自重和配重水高度,泥浆对井壁浮力等因素变化对井壁竖向稳定性的贡献.计算结果表明,安徽板集煤矿主井、风井井壁泥浆中下沉均不会发生失稳,与工程实际及现场监测结果符合.提出防止超深钻井井壁失稳的技术措施,可供实际工程参考.     

准噶尔盆地中部Ⅰ区块坍塌压力分析

准噶尔盆地腹部地区中部Ⅰ区块是中国石化西部新区勘探的重点区块，通过庄1井、沙1井2口探井的钻井发现了工业油气流。在钻井施工中，白垩系、侏罗系地层井壁失稳严重。在室内岩芯实验的基础上，确定了影响该区块坍塌压力计算的基础参数，从而确定出保持井壁稳定所需的钻井液密度，为该区今后的油气勘探开发提供了保证。     

基于渗流-应力-损伤耦合模型的泥页岩井壁稳定性研究

石油钻井过程中,泥页岩地层井壁稳定性研究十分复杂。本文在连续损伤力学理论基础上,将塑性损伤演化及渗流相互耦合的概念引入Mohr-Coulomb破坏准则,建立了基于等效塑性应变的损伤演化模型,给出了泥岩的渗透性的演化方程。以中国西部某油田实际钻井过程为例,建立了井壁稳定分析模型。计算过程中考虑了围岩损伤引起的弹性模量、黏聚力和渗透系数的变化,得到了井壁围岩损伤、渗透系数、应力、塑性应变、孔隙压力和位移的分布规律。结果表明,井壁附近岩石的损伤演化对围岩塑性区的塑性应变和应力分布有明显影响。钻井液密度的高低,会造成井壁在水平最小主应力方向上的剪切损伤或在水平最大主应力方向上的拉伸损伤。当损伤达到极限时,会造成井壁围岩的破坏。     

深部煤层力学参数反演和气体钻井井壁稳定性

如何确定深部煤层的地质力学参数是气体钻井井壁稳定评价的关键。基于量化的地质强度指标GSI和Hoek-Brown强度准则分析了反演深部煤层地质力学参数的方法,结合DB1井氮气钻井,以弹塑性方法分析了侏罗系炭质泥岩和煤层的井壁稳定性。研究表明,塔里木盆地依奇克里克区块侏罗系煤GSI介于45~55,变形模量约在1 560~2 850 MPa之间。井眼钻开后炭质泥岩和煤层井周存在塑性区,炭质泥岩层井周塑性区约为1.37倍井眼半径,煤层井周塑性区约为2.07~2.59倍井眼半径。塑性区应力松弛造成围压减小,导致节理岩体抵抗工程扰动的能力减弱。以工程允许塑性半径等于1.5倍井眼半径为临界稳定条件,井眼钻开后煤层会出现大面积坍塌失稳,不宜采用气体钻井;工程扰动造成炭质泥岩井眼扩径,扩径后井眼仍能保持稳定。     

含弱层边坡分区滑动破坏模式及演化规律研究

含弱层岩石边坡的破坏模式及滑坡机制对露天矿边坡稳定性研究具有重要意义.基于极限平衡理论建立含弱层岩石边坡分区滑动力学模型,将弱层上部坡体分为稳定区-欠稳区-失稳区,推导三区力学平衡方程与坡体稳定差函数,研究含弱层边坡分区稳定性的影响因素,揭示欠稳区是形成大型滑坡的关键区域.并进行边坡分区滑动破坏过程的底摩擦模型试验,验...     

空气钻井中动态破岩有限元仿真研究

 空气钻井技术是以空气作为循环介质的欠平衡钻井技术,其钻头的破岩形式与常规泥浆钻井有很大的区别。在岩石力学和弹塑性力学的基础上,考虑岩石材料的各项异性、地层倾角、钻头与岩石间摩擦因数等影响因素,采用有限元方法建立空气钻井中全尺寸PDC钻头动态破岩的非线性动力学三维模型。通过对空气钻井中岩石的破坏机制和钻头动态破岩过程的研究以及对破岩后形成井眼、井壁和井底岩石应力应变的分析。结果表明：井底岩石受到较大拉应力的作用,使得空气钻井中破岩速度更快;干燥空气钻成的井眼井壁稳定性较好,但是一旦发生井壁不稳定性,井壁岩石将成块掉落。最后通过对钻头上随时间变化的位移分析,得到钻进各向异性地层岩石的井斜和方位的变化规律。本模型为空气钻井的破岩机制、井斜变化规律以及井壁稳定性研究提供一种新的方法,为钻头和钻具设备的研制、优化设计提供理论依据。     

基于统一强度理论的井简围岩应力分析

在考虑井筒周围岩石的渗流作用和孔隙水压力的基础上,对有效应力进行了修正;基于统一强度理论,充分考虑中间主应力,对井筒周围岩石进行了弹塑性分析,并给出了井筒周围岩石的应力分布表达式和保持井壁稳定的弹性极限荷载及塑性极限荷载的统一解析式.分析结果表明:通过改变统一解析式中的参数,可将其退化为其他强度理论条件下的解析式,所得的统一解适用于不同强度理论条件下各类岩石材料的弹塑性分析;有效应力修正后的极限分析为井壁稳定分析提供了理论依据,具有一定的理论及实际应用价值.     

GM-4井井场填方边坡稳定性计算分析

基于GM-4勘探井井场填方边坡的基本特征,调查研究了边坡在钻井周期发生的变形破坏特征,并采用极限平衡法进行了计算、模拟和对比分析,掌握了填方边坡随坡度变化而呈现的稳定性变化特征,分析结果与填方边坡宏观变形现象均具有较高的吻合度。     

利用测井资料建立地层三个压力剖面的软件研制及其应用

在石油钻井过程中经常发生井漏及井塌,其关键是无法确定维持井眼稳定的三个压力剖面.经过大量理论研究与实验,成功地编制了井眼稳定力学分析系统程序(BSMA).对于软件所需的地层强度和力学参数,介绍了实验室测量法及根据测井资料解释法.预测结果应用于我国南海西部地区油田的钻井,取得了很好的效果.