泥頁巖地層井壁穩(wěn)定性研究及軟件編制.pdf

1、井壁穩(wěn)定性問題一直是油氣開采中遇到的并需急切解決的問題，世界上幾乎所有的油氣田都不同程度的存在井壁失穩(wěn)問題，我國各大油田中也普遍存在井壁失穩(wěn)的情況。泥頁巖地層在石油的勘探和開發(fā)中很容易發(fā)生井壁失穩(wěn)現(xiàn)象，常見的現(xiàn)象有泥頁巖井壁的坍塌剝落、塑性泥頁巖的縮徑以及井下卡鉆等。
　　本文主要研究內(nèi)容及相應(yīng)結(jié)論如下：
　　（1）對上覆巖層壓力、地應(yīng)力和地層孔隙壓力的計算方面進(jìn)行了深入的研究，深化了井壁穩(wěn)定力學(xué)研究，得到了井周應(yīng)力分布規(guī)律

2、及計算井周應(yīng)力的方法；
　?。?）對比分析了幾種巖石強(qiáng)度準(zhǔn)則，發(fā)現(xiàn)它們都存在一定的局限性——對中間主應(yīng)力對巖石強(qiáng)度的影響認(rèn)識不足，而雙剪統(tǒng)一強(qiáng)度理論充分考慮了中間主應(yīng)力對巖石強(qiáng)度的影響。因此本文使用該理論對泥頁巖地層井壁穩(wěn)定性進(jìn)行研究并且得到了更為準(zhǔn)確且符合實際的結(jié)果；
　　（3）通過室內(nèi)巖心的三軸應(yīng)力實驗，確定了泥頁巖含水量和巖石力學(xué)參數(shù)之間的關(guān)系，并分析了含水量對巖石力學(xué)的影響規(guī)律：泥頁巖水化后其強(qiáng)度和彈性模量均降低，泊

3、松比增大，而隨著含水量的增大，巖石的內(nèi)聚力和內(nèi)摩擦角不斷減??；
　　（4）通過對安全鉆井液密度窗口的敏感性分析發(fā)現(xiàn)：安全鉆井液密度窗口對泊松比、內(nèi)摩擦角較為敏感，而過去通常將這兩個參數(shù)作為常數(shù)來處理，本文研究中并未將這兩個參數(shù)當(dāng)作常數(shù)，因此大大降低了安全鉆井液密度窗口的誤差，而使得到的結(jié)果更準(zhǔn)確。
　?。?）基于以上幾個方面的研究，開發(fā)了預(yù)測泥頁巖地層安全鉆井液密度窗口的軟件，運行軟件后得到的結(jié)果與實際鉆井中選用的鉆井液密度