致密砂岩地层气体钻井井眼稳定性试验研究

TE21; 为明确气体钻井过程中致密砂岩地层井壁失稳的机理,基于能量耗散原理,利用三轴压缩试验,研究了气体钻井中致密砂岩地层井壁失稳的机理.通过分析三轴压缩试验结果得知:砂岩的能量演化可分为弹性能稳定聚集阶段、耗散能缓慢聚集阶段、弹性能释放且耗散能快速聚集阶段;随着围压降低,破坏砂岩结构所需耗散能峰值极限呈指数下降,而弹性储能峰值极限呈线性下降.随着加载速率增大,破坏砂岩结构所需耗散能先减小后增大,存在临界加载速率;砂岩耗散能转化速率与围压和加载速率呈正相关,较高的砂岩耗散能转化速率引起黏聚力弱化、摩擦强化.气体钻井速度过快将引起井壁失稳区域增大,而且在钻遇高压地层时更严重,因此,适当地降低钻...

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Published in:石油钻探技术 2023, Vol.51 (2), p.37-45
Main Authors: 张文, 刘向君, 梁利喜, 熊健
Format: Article
Language:Chinese
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Description
Summary:TE21; 为明确气体钻井过程中致密砂岩地层井壁失稳的机理,基于能量耗散原理,利用三轴压缩试验,研究了气体钻井中致密砂岩地层井壁失稳的机理.通过分析三轴压缩试验结果得知:砂岩的能量演化可分为弹性能稳定聚集阶段、耗散能缓慢聚集阶段、弹性能释放且耗散能快速聚集阶段;随着围压降低,破坏砂岩结构所需耗散能峰值极限呈指数下降,而弹性储能峰值极限呈线性下降.随着加载速率增大,破坏砂岩结构所需耗散能先减小后增大,存在临界加载速率;砂岩耗散能转化速率与围压和加载速率呈正相关,较高的砂岩耗散能转化速率引起黏聚力弱化、摩擦强化.气体钻井速度过快将引起井壁失稳区域增大,而且在钻遇高压地层时更严重,因此,适当地降低钻井速度,给予地层充分泄压时间,有利于气体钻井过程中保持井壁的稳定性.研究结果对于优化气体钻井速度具有重要作用.
ISSN:1001-0890
DOI:10.11911/syztjs.2022094