一种气体钻井井壁稳定性分析的简易方法

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1、第31卷第6期石油钻采工艺V01．31No．62009年l2月0ILDRILLING&PRODUCTIONTECHNOLOGYDec．2009文章编号：1000—7393(2009)06—0048—05一种气体钻井井壁稳定性分析的简易方法金衍陈勉卢运虎骆发前梁红军(1．中国石油大学石油天然气工程学院，北京102249；2．塔里木油田公司，新疆库尔勒841000)摘要：为有效克服气体钻井过程中出现的井壁失稳现象，提出一种气体钻井井壁稳定性分析的简易方法。该方法在对传统气体钻井井壁稳定性理论的利弊进行分析的基础上，从气体钻井井壁围岩的力学

2、特性出发，确定了井壁围岩应力场的分布。结合Mohr-Coulomb准则，建立了气体钻井条件的井壁稳定模型，即弹塑性模型和硬脆性模型，成功解释了气体钻井条件下地层进入塑性状态变形达到一定程度，井壁坍塌井径扩大后，地层趋于稳定的现象。将该计算模型应用于满东2井的井壁稳定性分析，结果表明：理论分析结果和工程实测数据对比，计算结果较为准确，验证了该模型较为有效。关键词：气体钻井；井壁稳定；坍塌压力中图分类号：TE242．6文献标识码：AAsimplemeansforgasdrillingwellborestabilityanalysisJIN

3、Yan，CHENMian，LUYunhu，LU0Faqi，LIANGH0ngjun~(1．Facul~ofPetroleumEngineering，ChinaUniversityofPetroleum，Beijing102249，China；2．TarimOi~eldCompany，Xinjiang841000，China)Abstract：Inordertoovercometheboreholeunstabilityingasdrilling，asimplemeansforgasdrillingwellborestabilityan

4、alysiswasproposed．Thismeansanalyzedthebenefitsanddrawdownsoftheconventionalgasdrillingwellborestabili移theoryanddeterminedthestressfielddistributionofthewellboresurroundingrocksonbaseofthemechanicalfeatures．Thegasdrillingwellborestabilitymodelwhichisactuallyelastoplastic

5、itymodelandfriablehardmodelwasbuiltupasperMohr-CoulombLaw．AndthismodelcanSUC-cessfullydemonstratetheformationstabilitytrendsaftertheplasticdeformationofthegasdrilledformationgoesuptosomedegreeandwellborecollapsedandenlarged．Thecalculationmodelwasusedonthewellborestabili

6、tyanalysisofMandong一2Wel1．Inconclusion，accordingtocomparisonbetweentheoreticalanalysisresultsandmeasureddata，thecalculateddataismoreaccurateandthemodelisprovedtobebe~er．Keywords：gasdrilling；wellborestability；collapsepressure随着油田勘探开发进程的深入，低压漏失是钻垂直的井眼。但是气体钻井在井眼中形成的压力比井面临的

7、一大难题。根据以往的实践和经验，气体钻井液钻井要小得多，在松软地层中可能引起井壁钻井可有效解决漏失层的漏失问题，同时可克服低力学失稳。当气体钻井有较多的地层水进入井筒后，压黏附卡钻事故的发生，也有助于控制泥页岩的水产出的水在被气体举升过程中经过裸眼井段的水敏化作用而产生的水化膨胀与坍塌。气体钻井主要以性岩层时，可能造成井壁的水化膨胀而失稳。由于空气、天然气和惰性气体为钻井循环介质，与钻井液井壁的失稳，从井壁上垮塌的岩屑(块)若不能及时作为循环流体比较，机械钻速可提高5～l0倍，钻头有效地被气体举升到井口就可能造成卡钻事故。因寿命可提高

8、2倍，同时破岩所需钻压小，满足常规钻此气体钻井对地层岩性的要求十分苛刻，主要用于井易斜地层“轻压掉打”防斜和纠斜的要求，易钻出干的、微湿的和固结性较好的低渗透、高水敏的非高基金项目：国家自然科学基金项目(编号：90510