地层坍塌压力的测井预测研究

地层坍塌压力剖面的准确确定 ,对于井眼稳定和安全钻井至关重要。文章在建立了地层坍塌压力计算模型之后 ,着重研究了如何从测井信息中准确提取模型中所涉及的岩石力学参数。将该法应用到罗家寨构造LJ2井等多口井的测井资料精细解释处理中 ,计算出该井不同井深与不同层位地层坍塌压力及保持井壁稳定的泥浆密度。此结果应用到实际钻井中 ,效果良好 ,且实用性强 ,为该地区科学钻井提供了合理的泥浆密度设计依据。

地层倾角对地层坍塌压力的影响

从分析井壁围岩的应力出发，建立了地层倾角对地层坍塌压力影响的力学模型和坍塌准则，江苏油田桥7井地层坍塌压力计算实例表明，地层倾角对地层坍塌压力有较大影响，因此在研究地层坍塌压力过程中应充分考虑地层倾角。

减少区域性地层坍塌、钻完井液漏失“试错”成本的方法

1.目的油气井钻完井设计中所提示的地层坍塌、钻完井液漏失等井壁失稳,一般都是根据邻井的施工历史,定性地指出井壁失稳的类型和程度。而在实际钻井过程中,更多的则是根据井下情况不断尝试,如果一种方法不行就会不停地更换,直至控制住井壁失稳。此做法堪称钻井遭遇战,只能摸着石头过河。这种“试错”一次成功率低,作业成本高,非生产时间长。

姬塬地区延长组地层坍塌压力的测井预测研究

坍塌压力剖面的准确确定,对井眼稳定及安全钻井至关重要。文章首先建立了地层坍塌压力预测模型,利用测井资料连续计算了姬塬地区延长组地层坍塌压力及其当量泥浆密度。同时结合岩石力学实验,用有限元方法预测其井壁稳定性,与已钻井扩径率的对比分析表明,计算结果与工区实钻情况相吻合且能够用于指导工区的安全钻井。通过多口井地层坍塌压力的测井计算,发现长2～长4+5段的地层坍塌压力当量密度为0.890～1.098g/cm3,个别井段坍塌严重,宜使用1.1g/cm3泥浆钻进;长6～长9段地层坍塌压力当量密度为0.890～1.079g/cm3,井壁总体比较稳定,宜使用1.08g/cm3泥浆钻进,这为工区新井的钻井设计与施工提供了理论依据。

岩溶发育地区地层坍塌典型案例原因分析及处置措施研究

岩溶地面坍塌是一种难以预测、破坏后果严重的地质灾害,近年来在广州、大连、深圳、南京、杭州等大小城市都不同程度发生过岩溶地面坍塌,给工程建设和人民生命财产带来了严重影响和威胁,本文通过研究对比岩溶发育地区既往坍塌事故典型案例,系统梳理产生的原因,分析事故应急措施和预防处置效果,从中吸取经验教训,为类似工程提供施工防坍塌预防措施。

南海神狐海域水合物地层多物理场耦合模型及井壁坍塌规律分析

为了研究水合物地层钻井过程中井壁及近井地层力学稳定性的演化规律,采用ABAQUS软件建立考虑水合物相变的“热-流-固”多物理场耦合井壁稳定分析模型,通过自适应网格方法模拟地层的坍塌过程,并对不同钻井时间、钻井液温度及钻井液密度下井壁坍塌演化规律进行分析。基于分析结果建立不同钻井液温度、钻井液密度及钻井时间时的井眼扩径图版。研究结果表明:井壁坍塌会导致地层传热路径发生改变,产生更大的水合物分解范围及塑性区范围;随着钻井时间增加,井周地层塑性变形的累积及水合物分解范围的扩大会大幅加剧井壁的不稳定性;控制钻井液密度在合理范围内是维持水合物地层井壁稳定的最重要手段;适度降低钻井液温度可以降低水合物的分解范围与井眼的扩径率。可根据实际工程需要选择合适的钻井液密度、温度及钻井时间组合,为水合物地层钻井方案的选择提供理论依据。

易坍塌地层椭圆形井眼内套管应力的有限元分析

根据多孔弹性理论 ,对易坍塌地层井壁围岩的应力分布进行了分析 ,得出了易坍塌地层的井眼为椭圆形的结论。针对易坍塌地层的特点 ,用有限元方法分析了套管在椭圆形水泥环条件下的应力分布。数值计算结果表明 ,在保证固井质量的前提下 ,椭圆形水泥环有利于改善易坍塌地层套管的应力状态 ,应该在设计中予以考虑。但是 ,扩大井眼尺寸会影响到固井质量 。

分步替水灌浆法在科学钻探西藏钻孔坍塌地层中的应用

地层压力异常是指岩石孔隙流体的压力异常,存在异常压力的井段容易井塌。西藏罗布莎科学钻探孔处于雅江缝合带,异常压力层段多,地层复杂,深孔钻进过程中经常出现垮孔、钻孔失稳现象。采用常规孔内灌浆进行护壁封孔,成功率极低,主要表现为封孔水泥浆由于异常压力原因产生回顶现象而偏离目标孔段,造成灌浆失败。分步替水灌浆法则利用了孔内异常压力流体的平衡原理,把替水量分两步压入注浆管,防止了水泥浆液偏离目标孔段,灌浆效果好,有效解决了异常压力地层中的固孔护壁问题。论文研究总结了分步替水灌浆法的原理和工艺方法,并结合实际工程详细剖析了灌浆压力异常的原因、分步替水控制过程,提供了一种异常压力地层灌浆新的技术方法。

易坍塌地层绳索取心钻进泥浆

近几年来，我队在绳索取心钻进（下称绳钻）各种复杂地层过程中体会到，绳钻由于环状间隙小，冲洗液上返速度高。

基于圆孔应力集中模型的地层破裂压力及坍塌压力的推演

储层岩石在钻井或开发过程中发生的变形多为微小变形,其变形程度往往不超过1%,变形过程可以视为弹性变形。储层的地应力、地层破裂压力和坍塌压力计算模型大多是在基于圆孔应力集中模型的基础上建立推导的。文章从圆孔应力集中模型出发,合理地推导出了水平方向最大地应力、最小地应力和破裂压力及坍塌压力的计算公式。在此基础上,编制计算程序,利用测井资料程准确地计算和建立了S气田LD区块的CT1井的地层三应力、三压力和安全钻井液密度窗口剖面,为井壁稳定性的分析评价和储层压裂改造等提供了重要的岩石力学依据。

易坍塌地层双管水平定向钻进工艺研究

水平定向钻进技术已被广泛地用于铺设各种管线,具有施工速度快,对地面破坏小,不会影响已有管线的正常使用等优点。但是,在砂卵石和粉细砂类易坍塌地层中,常规的单钻杆水平定向钻进常会出现导向偏差和钻孔坍塌等事故。在已有技术的基础上,开发出了一套双管水平定向钻进系统,包括双回转动力头钻机、内外钻杆、双管导向节。通过现场应用证明了该双管系统具有导向精度高、调整方向灵敏等优点,能克服易坍塌地层带来的导向精度差和钻孔坍塌等难题。

钻井液助剂、钻井技术参数在破碎、松散、易坍塌地层的应用

破碎、松散、易坍塌煤系地层的钻探施工,正确选用钻井液助剂,钻进技术参数是生产顺利进行的重要保障。

高温井地层温度变化对井壁稳定性影响规律研究

高温井钻井过程中保持井壁稳定的关键是确定合理的钻井液密度范围 ,而确定地层坍塌压力和破裂压力的常规方法中并没有考虑地层温度变化的影响 ,为安全钻井带来了隐患。从钻井过程中井壁及地层温度场的数值模拟和附加温变应力下井壁周围应力场的计算出发 ,研究了井壁及地层温度变化规律和井周围岩应力状态。依据控制体单元能量守恒原理建立了钻井过程中井壁及地层温度场控制方程 ,并利用有限差分法对控制方程进行了离散 ,并对数值求解方法进行了优化 ,实现了温度场的快速计算。依据孔隙介质热弹性理论对井壁周围的应力分布规律进行了计算 ,结合地层的强度准则确定了考虑温度变化情况下地层坍塌压力、破裂压力的计算模型 ,为高温井安全钻井液密度窗口的设计提供了依据。

泥页岩地层三个压力剖面的数学模型建立及应用

主要介绍了三个压力(包括地层孔隙压力、地层坍塌压力和地层破裂压力)剖面数学模型的建立及其软件应用,通过应用这些新技术不但有效地解决了深层井难于开发的问题,而且还可以较准确地预测井下地层的真实压力,具有理论指导意义。

利用测井资料预测地层三项压力技术

钻前地层压力预测资料，对于待钻层油气的评价具有重要作用，更是确保安全钻井的重要信息。本文阐述了计算地层压力的方法及压力预测分析系统（DrillWorks 2005）软件的应用。经分析，自然伽马、电阻率、声波时差等测井资料基本上反映了地层的综合物理性质，因而与地层压力紧密相关。据此，对应用测井资料进行地层压力预测的模式进行了分析。经吉林油田部分井次的实际验证，预测精度较高，可满足工程要求。

地层三项压力预测技术研究

钻前地层压力预测资料,对待钻层油气的评价具有重要作用,更是确保安全钻井的重要信息。阐述了计算地层压力的方法及压力预测分析系统(Drill Works2005)软件的应用。经分析,自然伽马、电阻率、声波时差等测井资料基本上反映了地层的综合物理性质,因而与地层压力紧密相关。据此,对应用测井资料进行地层压力预测的模式进行了分析。经吉林油田部分井次的实际验证,预测精度较高,可满足工程要求。

SY/T 5623-2009《地层压力预(监)测方法》的修订和发布

地层压力预(监)测方法标准推荐的是3个压力预(监)测的基本方法,在钻井设计和施工中的作用尤为重要。重新修订和合并的标准,整合和补充完善了地层孔隙压力、地层破裂压力和地层坍塌压力的预(监)测方法,概念更加明确,操作更加清晰,新标准的发布与实施,必将在石油勘探和开发中发挥应有的作用,特别是在减少或杜绝井喷事故、减低钻井风险、减少钻井故障、降低井控风险中取得效益,为提高钻井综合经济效益服务。