塔河油田三开井段井壁稳定分析及实践

在对塔河油田已钻井资料分析的基础上，分析了井壁失稳的主要原因。利用井壁稳定分析技术，通过对孔隙压力、地应力、地层强度特性的分析，结合测井资料处理确定了该油田安全钻井液密度窗口，并成功应用于该油田TK431井的钻井作业中。现场应用表明，该技术有效避免和减少了井下复杂情况的发生，提高了钻井效率，为钻井工程设计、现场钻井液密度的合理调整和实现安全快速钻进提供了科学的依据。     

考虑井壁岩石损伤时保持井眼稳定的泥浆密度

钻井施工中保持并眼稳定的措施之一是确定合适的钻井液密度.本文采用摩尔-库仑屈服条件,考虑材料损伤后的应变软化特性,对井壁岩石进行力学分析,给出维持井壁稳定的泥浆密度.     

井眼稳定性技术在冀东油田的应用

探讨了运用岩石力学和地应力理论解决井眼稳定问题的原理和方法。开发了井眼稳定性分析软件。利用冀东油田测井及实钻资料，求取了本地区的岩石力学参数，建立了两个区块地层孔隙压力、破裂压力、坍塌压力的三个连续剖面，推荐了合理的钻井液密度值，在钻井设计与施工中应用，取得显著效果     

椭圆形井眼的井壁稳定分析

本文分析了由井眼崩落造成的椭圆形井眼的井壁稳定问题,推导出了椭圆形井眼的地层破坏压力和地层坍塌压力的计算式,结果表明椭圆形井眼的破裂压力和坍塌压力都比圆形井眼大,从而提高了钻井液密度的设计下限。     

椭圆形井眼的井壁稳定分析

本文分析了由井眼崩落造成的椭圆形井眼的井壁稳定问题，推导出了椭圆形井眼的地层破坏压力和地层坝塌压力的计算式，结果表明椭圆形井眼的破裂压力和坝塌压力都比圆形井眼大，从而提高了钻井液密度的设计下限。     

T453井三叠系石炭系地层安全钻井液密度窗口的确定

塔河油田三叠系、石炭系地层钻井过程中井壁垮塌严重，井径扩大率太，严重影响了钻井效率和固井质量。利用三叠系、石炭系地层岩心，进行了地应力与岩石力学参数室内试验研究，并根据试验结果标定了岩石力学测井解释的模型，根据S68井的测井资料分析了其坍塌压力、地层破裂压力，建立了安全钻井液密度窗口。根据研究成果，确定了T453井三开井段安全钻井液密度窗口，推荐了现场钻井作业的钻井液密度程序。现场试验表明，严格按照设计的钻井液密度程序施工可避免井壁垮塌、缩径导致的起下钻遏阻以及卡钻等井下复杂情况或事故。     

井眼温度变化对井壁稳定的影响

在深井钻井施工时,井底温度较高。钻井液循环过程中上部地层井壁温度升高。井壁围岩受热膨胀,产生膨胀应力。应用热弹性力学方法求解井壁由于温度变化而导致的应力场变化,并定量地给出温度变化对井壁稳定的影响,对深井安全施工有一定指导意义。     

考虑温度效应的高温高压直井井壁稳定性规律

海外A区块探井的高温高压井段因频繁发生井漏、卡钻等井下复杂情况,井壁不稳定,导致原井眼报废。根据经典的坍塌压力和破裂压力计算模型,钻井液安全密度窗口为0.2 g/cm3,但实际作业过程中发现在高温高压井段安全密度窗口更窄。由于温度变化产生的温变应力会对井壁稳定性造成影响,因此考虑井壁温度效应,探索了温度变化对高温高压直井井壁稳定性的影响。通过分析井壁附加温变应力场,建立了考虑温度效应的坍塌压力和破裂压力计算模型,发现了温度变化对井壁稳定性的影响规律。低温钻井液在高温地层循环产生的附加温变应力,使地层坍塌压力和破裂压力减小。该方法为该区块后续生产井的顺利实施提供了技术支撑,相比探井,钻井周期大幅缩短。考虑温度效应的地层坍塌压力和破裂压力计算模型,对今后窄安全密度窗口高温高压直井的井壁稳定性研究具有参考价值。     

井眼破坏与钻井液密度关系的三维有限元模型

建立了井壁围岩剪切破坏的三维弹塑性有限元模型，根据Drucker—Prager破坏准则，模拟了在三向地应力和钻井液压力作用下井壁剪切破坏的连续过程，井壁围岩破坏尺寸与钻井液密度的关系在弹塑性条件下为二次曲线，不同于弹性条件下的线性关系。模拟规律与现场观测和实验室试验结果基本一致，为更真实地分析钻井液密度对井壁围岩破坏区域的影响提供了定量依据。     

井壁稳定性研究及其在Kolzhan油田的应用

通过对井壁失稳现象、机理及钻开井眼前后井壁应力状态的分析和计算,建立了一套分析地层坍塌压力及地层相关物理力学特征参数的数学模型,并编制了相应的计算软件,以利用测井资料进行坍塌压力的计算,进而对井壁稳定性进行研究.用该研究结果解释了哈萨克斯坦Kolzhan油田普遍存在的井壁失稳的原因,并推荐出了合理的钻井液密度窗口,地层坍塌压力和安全钻井液密度窗口的计算结果与现场实际吻合,为Kolzhan油田钻井过程中的井壁稳定提供了技术参数.     

莱斜84井钻井液技术

针对莱斜84井斜井段长、水平位移大,沙河街组地层坍塌掉块严重、钻井过程中易发生井壁坍塌的问题,采用了铝胺高性能钻井液.该钻井液在提供强抑制能力的基础上,兼有化学固壁及物理封堵等多重防塌作用.现场应用结果表明,该钻井液性能稳定,抑制能力强,在钻井施工过程中全井井径规则,平均扩大率只有4.5%,低于该地区16%的平均水平,完井电测顺利;通过合理调整钻井液流变参数、采取短程起下钻及机械修复井壁等措施,满足了正常携砂的需要,保证了大位移井井眼清洁,将摩阻扭矩控制在了正常范围内,保证了井下安全.     

井眼稳定性研究及其在吐哈油田的应用

在现有井眼力学稳定性评估技术的基础上,针对吐哈油田的现状做了实用性的研究和探索。同时开发编制了实用的WBSEP井眼稳定评估系统,可及时地提供现场施工所需的参考数据,为钻井设计和现场优选钻井液密度提供了科学依据。本文侧重介绍了在吐哈油田的应用情况。     

井眼稳定性研究及其在吐哈油田的应用

在现有井眼力学稳定性评估技术的基础上，针对吐哈油田的现状做了实用性的研究和探索。同时开发编制了实用的WBSEP井眼稳定评估系统，可及时地提供现场施工所需的参考数据，为钻井设计和现场优选钻井液密度提供了科学依据。本文侧重介绍了在吐哈油田的应用情况。     

大26井欠平衡钻井后期出现井壁不稳定问题分析

大26井采用聚磺钻井液进行欠平衡钻井,前期钻井施工顺利,但在欠平衡施工完毕之后,出现了井壁持续掉块现象,不得不通井划眼,电测难以到底.本文通过分析得出,造成大26井井壁坍塌及其后的井下复杂情况的根本原因是起钻所需平衡压力与实钻井底水静压力之间存在压差.并且认为如果欠平衡钻进期间井下流体有显示,施工在控压状态下进行,则情况会好一些,因为控制回压实际上等于提高钻井液水静压力,对井壁稳定有利.跟踪几口实施欠平衡钻井的井得知,井下有显示、控制了回压、带压钻进的井没有出现井壁不稳定问题,完井后其它施工安全、顺利.     

垂直井眼井眼稳定的理论分析

在弹塑性力学理论的基础上，分析了直井井眼周围岩石的应力分布，推导出了井眼稳定的理论方程，建立了地应力、岩石抗拉强度、抗压强度和钻井液密度的关系式，并提出了作者的一些观点和看法     

调整井复杂地层压力预测的新方法

针对中原油田调整井钻井过程中存在井涌、井漏、井塌、卡钻甚至导致工程报废等复杂情况及事故问题 ,利用测井资料 ,通过室内实验、力学分析、油藏模拟、模式建立、软件编程、数据处理与结果预测 ,建立了沿井眼剖面连续预测调整井地层孔隙、坍塌和破裂三项压力的新方法 ,在 6口调整井的 19个开发层系及复杂井段中的现场试验效果很好 ,取得了良好的经济效益和社会效益 ,具有广泛的推广应用前景     

预测井眼稳定性的力学化学耦合方法

在井眼力学稳定性评价的基础上，将硬脆性页岩水化后岩石强度等参数的变化规律用于页岩水化前后坍塌压力变化的对比分析，结果表明，地层坍塌压力当量密度随页岩水化程度的增加逐渐升高。给出了预测井眼稳定性的力学化学耦合方法，并将该方法应用于现场生产中，取得了较好的预测效果     

考虑摩擦时管柱在斜直井眼中的稳定方程

有人普用微分法分析了管柱在水平井眼中的稳定性问题，给出了临界失稳载荷的计算公式。现用微分方程法分析了油管柱在斜直井眼中考虑磨擦进的稳定性问题。并建立起屈曲失稳微分方程。同时，对摩擦力的求解进行了讨论分析。     

T810XK长裸眼斜直井钻井液技术

T810XK井是塔河油田一口钻井液施工难度较大的"S"型长裸眼斜直深井,二开φ 241.3 mm井眼裸眼井段长达4353.58 m,裸眼跨度大,钻遇地层复杂,上下地层存在较大的压差,井身结构与井眼轨迹特殊,在井深4950 m以下还要定向钻进.该井施工的关键技术是提高钻井液的防缩径阻卡、稳定井壁能力和润滑性能,因此长裸眼上部易缩径井段选用了优质低固相强包被不分散阳离子钾基聚合物钻井液体系,长裸眼下部易扩径定向井段选用了阳离子钾基防塌聚磺钻井液体系.由于钻井液技术措施合理且实施到位,施工过程中钻井液性能稳定,易于维护,悬浮携带能力强,润滑性好,井眼通畅,实现了无阻卡现象,井眼稳定,基本无掉块、坍塌,全井段平均井径扩大率仅为6.35%,井底干净无沉砂,造斜定向钻进顺利,测井、下套管一次到位,确保了安全、快速、优质施工.     

井眼稳定性计算方法

选用合理的钻井液密度可以减小因井眼力学原因而造成的井眼不稳定性。以纵波、横波、密度、自然伽马等测井曲线为基础资料进行计算地层力学所需参数 ,计算地层达到临界破裂的最大钻井液密度曲线和井壁达到临界坍塌的最小钻井液密度曲线 ,以得到安全钻井液密度窗口。分别介绍了这些参数的理论计算方法。给出了 2口井的应用实例 ,说明其计算方法是准确的 ,具有一定的应用价值。