基于盐岩损伤机理的深部巨厚盐层钻井液密度设计方法

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1、第3O卷第5期石油学报Vo1．30No．52009年9月ACTAPETROIEISINICASept．2009文章编号：0253—2697(2O09)05—0778—04基于盐岩损伤机理的深部巨厚盐层钻井液密度设计方法侯冰陈勉金衍杨恒林张广清’(1中国石油大学石油工程教育部重点实验室北京102249；2．中国石油天然气集团公司钻井工程技术研究院北京100097)摘要：为防止钻井过程中盐层蠕变发生塑性变形而导致卡钻等事故，传统的方法是建立蠕变本构方程及用实验确定蠕变参数，但是得到的控制盐层蠕变的钻井液密度不能很好地反映实

2、际钻井情况。因而提出一种控制近井筒盐岩不产生扩容损伤变形的新方法，并利用该方法设计了深部巨厚盐层钻井液密度。通过室内试验分析了盐岩损伤变形过程中的声发射信号，确定了盐岩的扩容损伤边界。对于深部盐岩钻井工程中的井壁稳定性问题，根据八面体剪应力准则，井壁盐岩的应力状态控制在扩容损伤边界以内，设计了深部盐层安全钻井液密度窗口。与实际钻井对比分析表明，用该方法设计的钻井液密度窗口能够保证盐层安全钻井，且方法简单而有效，便于现场应用。关键词：深部巨厚盐层；损伤机理；扩容损伤边界；井壁稳定性；钻井液密度；设计方法中图分类号：TE2

3、52文献标识码：AAmethodfordeterminingdensityofdrillingfluidsusedindeepbig-thicknesssalt—beddrillingbasedonsaltrockdamagemechanismHOUBingCHENMianJINYanYANGHenglinZHANGGuangqing(1．KeyLaboratoryforPetroleumEngineeringoftheMinistryofEducation，ChinaUniversityofPetroleum，Bei

4、jing102249，China；2．PetroChinaDrillingEngineeringTechnologyResearchInstitute，Beijing100097，China)Abstract：Inordertopreventstickaccidentscausedfromplasticdeformationofsaltbedcreepduringdrilling，thedensityofdrillingfluidsinsaltformationiscommonlycalculatedusingthee

5、stablishedconstitutiveequationandtheparametersobtainedfromexperi—ments，whichcannotmeettherealrequirementofdrillingfluid．Anewapproachforcontrollingthedilatancydamageanddeforma—tionatthenearsideofboreholewaspresentedandusedtocalculatethedensityofdrillingfluidforde

6、epbig—thicknesssaltformation．．TheacousticemissionsignalgeneratedfromsaltrockdamageanddeformationwasanalyzedinlaboratorytOdeterminethedilatancyborderinthedamagedsalt—formation．Theboreholeofdeepsaltformationisstableonlywhentheoctahedra1shearstressisbelowthedilatan

7、cyboundary．Acomparisonofthedensityofdrillingfluiddesignedbythenewmethodwiththatoftherealdrillingindicatesthatthedensitywindowfordesigningdrillingfluidscanbesimplyandeffectivelyappliedinthecourseofdrillinginthebig—thicknesssaltformations．Keywords：deepbig-thicknes

8、ssaltformation；damagemechanism；dilatancydamageborder；boreholestability；densityofdrillingfluids；designmethod目前在石油钻井过程中，钻遇的盐层埋藏深、厚度切屈服强度。对于深部盐岩钻井工程中的井壁稳定性大且非连续。在强地应力的作用