深层脆性页岩力学性能及井壁稳定性研究

作     者：韩正波 刘厚彬 张靖涛 杨华建 沈欣宇 阳强 Han Zhengbo;Liu Houbin;Zhang Jingtao;Yang Huajian;Shen Xinyu;Yang Qiang

作者机构：油气藏地质及开发工程国家重点实验室四川成都610500 西南石油大学四川成都610500 中国石油长庆油田分公司甘肃庆阳745000 中国石油西南油气田分公司四川成都610017 四川页岩气勘探开发有限责任公司四川成都610051 

基　　金：国家科技重大专项“页岩气三维丛式水平井优快钻井技术试验与应用”(2016ZX05062-003) 中国石油西南油气田公司科研项目“自201井区3500m以深页岩气水平井优快钻井技术研究”(20180302-08-01) 

出 版 物：《特种油气藏》 (Special Oil & Gas Reservoirs)

年 卷 期：2020年第27卷第5期

页      码：167-174页

摘      要：四川盆地中部龙马溪组页岩地层硬度高、脆性强,钻井过程中井壁坍塌严重,阻卡频发。为解决钻井过程中井壁坍塌问题,测试了以四川盆地自201井为代表的深层页岩微细观组构、水理化性能及力学性能参数各向异性特征,并考虑井眼轨迹、层理缝产状、井筒-地层耦合渗流效应、层理缝力学弱面效应等因素,建立了深层脆性页岩水平井井壁稳定理论模型。实验结果表明:深层页岩脆性矿物含量高达70%,水化膨胀性极低,页岩基质力学强度高,但层理缝间强度低,页岩容易沿层理缝滑移崩落。模型计算结果表明:层理缝力学弱面效应影响明显,当井眼轨迹与层理缝面法向之间夹角满足一定角度,井壁倾向沿层理缝剪切滑移垮塌;井筒-地层间渗流效应不可忽略,压力穿透效应降低钻井液的有效径向支撑力,诱发层理缝起裂、延伸至崩落,合理的钻井液密度及有效封堵性可提高深层页岩水平井井壁稳定性。研究成果揭示了深层脆性页岩井壁坍塌作用机理,可为深层脆性页岩水平井关键工程参数设计提供理论依据。

主 题 词：深层脆性页岩 井壁稳定 各向异性 弱面效应 龙马溪组 四川盆地 

学科分类：0820[工学-航空航天类] 08[工学] 082002[082002] 

核心收录：

D　O　I：10.3969/j.issn.1006-6535.2020.05.026

馆 藏 号：203992848...