高陡层理性地层井壁稳定性模拟试验研究.pdf

第31卷第2期
石油钴采工艺
Vol 31 No. 2
2009年4月
OIL DRILLING PRODUCTION TECHNOLOCY
Apr.2009
文章编号:1000~7393(2009)02-0048-03
高陡层理性地层井壁稳定性模拟试验硏究
蔚宝华闫伟』李斌张春阳2周建良2何宝生2刘书杰
(1.中国石油大学,北京102249;2.中海石油研究中心,北京100027)
摘要:为了分析在钻进高陡层理性地层过程中井壁失稳问题的影响因素,进行了地面模拟试验研究。通过在水泥模拟试
件中预置不同倾角的层理面,利用真三轴模拟试验系统測定了不同倾角层理性地层直并井眼模拟试件的承载能力,确定了地层
倾角与并壁稳定性之间的关系,同时也测定了试件在不同井眼液柱压力下的稳定时间。研究表明:在地层倾角较低的情况下
提高井液液柱压力,井壁稳定时间延长;但在高陡条件下,提高钻井液液椎压力,井壁稳定时间不一定同比延长,可能出现井
壁稳定时间缩短的现象。
关键词:层理性;地层倾角;液柱压力;真三轴试验;井壁稳定
中图分类号:TE21
文献标识码:A
Mechanical borehole stability test study in highly-dipped laminated formation
YU Baohua, YAN Wei, L Bin, ZHANG Chunyang ZHOU Jianliang, HE Baosheng LIU Shui
(1. China niversit ofpetleum, Being 102249, China 2 China Nat on f shre O Cororation Limited Beijing 100027, China
Abstract: Simulation test is conducted to study the factors that affect the borchole instability while drilling in highly-dipped forma
tion The maimum load capacity in iferent an les of omation s ted with the tru-riaial test s stem The corelation between
dip and borehole stability is confirmed Simultaneously the stable time under if erent fluid column pressure is also tested with the same
system. It is revealed that the stable time will be increased by increasing the mud column pressure in low-dip formations. But the result
may be opposite in highly-dipped formations
Key words: bedding formation; formation dip; fluid column pressure; true triaxail test; borehole stability
在高陡层理性地层钻井过程中易发生井壁失1实验设备及试样制备
稳,导致起下钻阻卡,甚至卡死钻具,影响钻井安全
Test equipment and preparation
及钻井成本。为解决这一问题,国内外进行了大1.1实验设备
量研究「2,其中,较早利用模拟试验研究井壁稳定
ltest eauipment
性问题的是 ADDIS MA3,其后 KAISER PK、
实验采用的装置是中国石油大学(北京)岩石
HAIMSON9等也进行了类似研究。研究中的模拟力学实验室设计组建的一套大尺寸真三轴模拟试验
试件均为各向同性均质材料,没有考虑地层层理及系统?。主要包括大尺寸真三轴试验架、MIS伺服
钻井液液柱压力的影响。通过模拟试验重点分析了増压泵、 Locan-AT14声发射仪、液压稳压源、录像监
地层倾角和钻井液液柱压力对高陡层理性地层井壁测系统等辅助装置。其中,真三轴试验架可以通过
稳定性的影响规律。
MTS增压泵,按预先设定的加载速率对试件的相对
基金项目:全国百篇优秀博士论文(2003~2008年)
作者简介:蔚宝华,1973年生。1996年毕业于江汉石油学院钴井专业,现从事油气井出砂和井壁稳定研究工作。电话:010-89733911-15,E-mai
yubaohua73(@126.com