提高井壁强度的技术与方法.pdf

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1、第43卷中国井矿盐V0II43CHINAWELLANDROCKSALT提高井壁强度的技术与方法余黎明(四川盐业地质钻井大队，四川自贡643000)摘要：通过在四川盆地威西构造、自流井背斜及长宁双河地区一些实钻地层资料，以及结合国内井壁强度的一些理论。提出了对上述地区一些有实践性的手段和方法。以期在今后在该地区钻井施工有一定的互动性。关键词：井壁失稳；坍塌；钻井液液柱压力；应力平衡；分散裂解中图分类号：TS32文献标识码：A文章编号：1001—0335(2012)04—0016—03TheTechnol

2、ogyandMethodstoImprovetheSidewallStrengthYuLiming~iehuanSaltGeologicalWellDrillingBrigadeZigongSiehuan643000)Abstract：AccordingtotheactualdrillingofstratigraphicdataofSichuanBasinWeixistructure，ZiliujinganticlineandChangningShuangheareaandsomedomesticth

3、eoriesofsidewallstrength，somepracticalmeansandmethodstosolvetheproblemsintheregionsaboveareproposedinordertohaveinteractioninthedrillinginthoseregionsinthefuture．Keywords：sidewallinstability，collapse，drillingfluidcolumnpressure，stressequilibrium，scatter

4、edcracking构造、T2IJ地层钻遇大段石膏井段，均不同程度出现1井壁不稳定现象及其危害过此类现象。在钻井过程中因为井壁失稳(如井塌、井漏、缩1．3漏失现象径)而引发的一系列井下恶性事故(如钻具事故、卡当钻井液液柱压力大于地层破裂压力的时候。就钻、埋钻、井喷等)给工程上带来了巨大的经济损失，会压裂f漏1地层。使地层出现人工裂隙。井筒钻井液大甚至全井报废。因井壁失稳造成的现象和危害主要量漏入地层，使液柱压力迅速下降。极易造成上部易有以下几种：垮塌井段因井壁失去支撑力而垮塌。下部井段由于液1．1垮塌

5、现象柱压力的下降而导致井喷等较为复杂的井下事故。在钻井施工中如井下发生垮塌一般会出现以下2井壁出现失稳的原因及简要分析几种现象：1．1．1返出岩屑数量大幅增多大小不均比较混杂甚井壁失稳的实质就是力学不稳定所造成的。当至有较大块状岩屑返出。恶化钻井液性能。井壁岩石所承受的应力超过自身强度就会发生井壁1．1．2泵压高且忽高忽低不稳，有时会突然蹩泵。严不稳定。其原因较为复杂。就其主要原因可大致分重时蹩坏地面设备．蹩漏地层造成钻井液的大量漏为：力学因素、物理因素和钻井工程技术手段等三个失。液柱压力降低给井下带

6、来极大的安全隐患。方面。但后两个因素最终都因影响井壁应力分布和1．1．3扭矩增大蹩钻厉害，停车打倒转。严重时扭断井壁岩石的力学性能而造成井壁失稳。钻柱，造成井下钻具事故。2．1力学因素1．1．4上提、下放遇阻明显，划眼困难，停泵蹩泵。严2．1．1原始地应力状态重时划眼过程中都会造成蹩泵卡钻。原始地应力状态是指在发生钻井工程前．存在1．1．5井径扩大，出现大肚子井段。垮塌物返不出的地质内部的应力状态。简称地应力。一般认为它的来，悬浮在大肚子井壁内，一旦停泵岩屑就下沉，埋三个应力分量有铅垂应力分量、最大水

7、平主应力分填钻具导致蹩泵卡钻。量和最小水平主应力分量。1．2缩径现象地应力的铅垂应力分量通常称为上覆岩层压在钻井过程中，所钻过井段井径小于钻头直径。力。主要由上部地层岩石的重力产生的。经国内外研出现蹩钻、转盘负荷增大甚至无法转动而卡钻。威西究表明，水平应力的大小，受上覆岩层压力、地层特作者简介：余黎明(1972一)，男，四川自贡人，本科，助理工程师，主要从事钻井技术工作。16July2012No．4。。'。————’。。。‘——’。。。一—’。。。。‘’—’。。。。——’’。。。。—’。。一余黎明：提

8、高井壁强度的技术与方法性、埋藏深度、成岩历史、构造运动情况等多种因素钻头在井下]_作时间过长(超过2～3天)在T程中又没的影响。其中上覆压力中的泊松效应和构造应力是有坚持短起下钻。则含蒙脱石和伊利石互层的泥岩就主要影响因素会水化膨胀而缩径。起钻时在该井段形成“拔活塞”现由于多次构造运动的结果，在岩层内部形成了象。且环空钻井液无法灌至下部井段，从而产生很大的十分复杂的构造应力场。根据地质力学的观点．构造抽汲压力并形成负压差。严重时会抽塌下部地层。应力大多以