钻井液流态对孔壁稳定性的影响

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1、第41卷第3期煤田地质与勘探V01．41NO．32013年6月COALGB0】IGY&EXP10R删Jun．2013文章编号：1001—1986(2013)03-0090-04钻井液流态对孑L壁稳定性的影响吴烨，一，卢予北，一，陈莹，(1．中国地质大学，湖北武汉430074；2．河南工程学院，河南郑州451191；3．河南省深部探矿工程技术研究中心，河南郑州450053)摘要：沉积地层中孔壁的稳定性与钻井液流态有着密切关系。结合河南叶舞凹陷盆地2386m盐矿钻探工程，采用不同的泵量和上返流速在不同孔段进行了

2、钻探试验。试验和理论计算表明：在水敏性地层(黏土、泥岩、砂质泥岩等)浅层岩石孔隙率和塑性指数较高时，在钻井液层流流态情况下，主要以缩径为主，最大缩径率达26．6％；中部和深部同等地层，在紊流流态情况下，缩径和超径同时存在。其中，随着孔深的增加，缩径率呈减小趋势，超径率则有增大趋势，泥岩地层最大超径率达157．4％，盐岩地层超径率高达225．7％。关键词：钻井液流态；紊流；层流；孔壁稳定性；影响；超径；缩径中图分类号：P634．5文献标识码：ADOI：10．3969／j．issn．1001—1986．2013

3、．03．023EffectofdrillingfluidsflowpatternonboreholewallstabilityWU、，e，LUYubei，CHENYing，(1．ChinaUniversityofGeosciences，Wuhan430074，China；2．HenanInstituteofEngineering,Zhengzhou451191，China；3．HenanEngineeringResearchCenterofDeepExploration，Zhengzhou450053，Ch

4、／na)Abstract：TheboreholewallstabilityiscloselyrelatedtodrillingfluidflowpaRerninsedimentarystrata，thispa-percombineda2386msaltdrillingprojectinYewusagbasin，conductedtheexperimentindiferentdepthwithdifferentpumpdischargeandreturnvelocity．Theresultshows：inwa

5、tersensitiveformation(clay，mudstone，sandyshaleetc．)withshallowrockporosityandhigbplasticityindex，inthedrillingfluidlaminarflowconditions，themaximumdiametershrinkageratewas26．6％，inmiddleanddeepformation，intheturbulentflowconditions，boreholeshrinkageandovers

6、izedexitexistinsametime．Withthedepthincreased，diametershrinkageratetendstodecrease；theratioofoversizeddiameterincreaseswithboreholedepth．Inmudstoneformation，themaximumdi-ameteroversizedrateisupto157．4％，insaltrockform~ion，themaximumdiameteroversizedrateis22

7、5．7％．Thispaperaimingattheseproblemsconductsthetheoreticalanalysisandresearch，andgivesthedetailsuggestions．Keywords：drillingfluidsflowpattern；turbulentflow；laminarflow；boreholewallsatiability；oversizeddiameter；diametershrinkage钻井液在整个钻探或钻井工程中具有携带和悬浮确实能提高钻井效率

8、。但是，在沉积地层可钻性3～5岩屑、冷却和润滑孔内钻具、平衡地层压力和保护孔级软岩一中硬岩石中会出现孔壁坍塌、剥落、超径等问壁、传递水动力和水力破岩等多种功能【1]。一般情况题。据石油钻井资料显示：在泥页岩钻井其井径扩大下，钻井液在孔内主要以层流和紊流两种流态存在。率为5％～50％，最大超径率达98％t。当这些问题出其中，钻井液流态处于紊流时，孔内悬浮的岩屑在上现时易出现卡钻、埋钻等问题，从而严重影响着钻探返过程