利用围压下岩石的凯泽效应测定地应力

随着地层深度的增加,岩石Kaiser效应相对的应力会接近并且超过岩石的单轴抗压强度。此时无法再利用常规岩石Kaiser效应测定地应力,而利用围压作用下岩石的Kaiser效应可测定深部地层地应力。通过对同一深度地层的岩样施加一组递增的围压,研究了围压对岩石Kaiser效应的影响,提出了利用围压下岩石Kaiser效应测定地应力的实验室方法,并且论述了其测定原理。通过系统的实验研究,发现岩石的Kaiser效应相对应的应力与所受的围压呈线性关系,并得到了统计回归直线。将实验结果应用于现场的地应力计算,地应力实验测量结果与现场水力压裂实验结果具有较好的吻合度。从而解决了深部地层中地应力的室内实验测定问题。

弱面地层的直井井壁稳定力学模型

弱面地层在较小的钻井液柱压力下先于岩石本体破坏，引起井壁垮塌，甚至在高密度钻井液情况下也难以维持井壁稳定。我国西部钻井中常遇此类问题。本文从弱面模型出发建立大倾角地层的井壁稳定力学模型，详细分析倾角地层的倾角和走向对井壁稳定性的影响，认为弱面地层的坍塌方位主要集中在走向与水平最小地应力夹角在90±20度范围内，在钻遇此地层时，若维持井壁稳定所需的钻井液密度过高，可采用合理的井眼轨迹进行大斜度井钻井。