过断层井段井壁稳定性分析

考虑断层周围地层非均质性和各向异性,根据弱面强度准则,分析了地层各向异性对地应力的影响,探讨了井壁坍塌压力随断层走向及倾角的变化规律,建立了过断层的坍塌压力计算模型,开展了不同性质断层构造坍塌压力分析,结果表明:随着Eh/Ev、vv/vh值的增大,水平最大应力、水平最小应力增加,过断层应考虑地层各向异性对地应力的影响;不同的断层类型、断层走向及倾角所对应的坍塌压力存在差异性,且不存在单调递增或递减的井斜方位,安全区域和危险区域交替出现;井眼轨迹设计应考虑断层类型及弱面结构,选择合理的钻入角钻穿断层。将本文预测模型用于渤海油田A井取得了良好工程效果,井眼扩大率基本小于10%。本文研究结果对过断层时钻井安全具有指导意义,可为井眼轨迹设计提供理论参考。

渤海油田过断层井段井壁稳定性分析

针对渤海油田断层附近与区域地应力场差异较大,以区域应力场分析井壁稳定必然带来误差的问题,该文运用几何分解的数学方法对井眼受力及区域应力场进行分析,建立过断层井段坍塌和漏失压力计算新模型。分析模型认为断层面所受正应力与流体压力相等时断层重新张开井下则发生漏失;井壁岩石基质发生剪切破坏或断层发生错动时井下则发生坍塌。新模型应用于渤海油田A井过断层段井壁稳定分析,计算结果表明:(1)相比于常规计算模型,由于断层更易发生剪切错动,坍塌压力增大,坍塌风险增高。(2)断层面法向应力比最小水平地应力更大导致漏失压力也增大。(3)坍塌压力与漏失压力计算值分别为1.53 g/cm^(3)和2.02 g/cm^(3),且计算值与断层面产状有直接关系。研究结果与现场实钻情况对比更为吻合,对渤海过断层井段安全钻井具有较好的指导意义,可为过断层井眼轨迹设计提供理论参考。