大庆油田嫩二底标准层化石层引起套管损坏机理分析

大庆油田套损严重,其中非油层部位套损井多数发生在油层顶部的嫩二底标准层.通过对套损层位岩心观测、多臂井径测井曲线与电测曲线比对、岩心X衍射全岩分析、岩石力学试验分析等,建立套损机理模型.力学分析表明化石层进水后,在流体压力以及地应力的作用下,剪应力超过化石层薄弱面抗剪强度后,地层失稳而发生成片套损.这一认识从根本上突破了以往嫩二底标准层油页岩遇水膨胀造成套损的观点.

嫩江组二段底部标志层岩石矿物学特征与成片套损因素新认识

大庆油田嫩江组二段底部与嫩江组一段顶部成片套损严重,从前一直认为泥岩吸水膨胀、蠕变是导致成片套损的主要因素。成片套损位置研究发现,嫩江组二段底部与嫩江组一段顶部成片套损实际集中于嫩江组二段底部标志层内,而嫩江组二段底部标志层岩石矿物学特征综合研究结果表明,其不含遇水膨胀的蒙脱石,且粘土矿物含量也低于其上下相邻岩石,表明其遇水膨胀与蠕变较弱,岩石遇水膨胀与蠕变不会构成成片套损的主要原因。嫩江组二段底部标志层岩石岩心观察描述、镜下鉴定、矿物成分综合测试和岩石强度性质研究发现,嫩江组二段底部标志层泥岩为富含长英质的质地坚硬岩石,含粘土矿物较少,不含蒙脱石,岩石吸水能力差、膨胀与蠕变能力弱;标志层中存在多个化石富集带,化石沿岩石层理分布形成沿层理方向的区域性力学薄弱面;沿化石层层理的抗张强度与抗剪强度远低于其他层位和垂直于层理方向的强度性质。因此,一旦注入水进入嫩江组二段底部标志层,富含化石的岩石沿岩石层理优先发生破坏,并迅速扩展,形成成片套损现象。