本文關(guān)鍵詞：水基欠平衡鉆井濾液侵入地層機理研究

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【摘要】：在欠平衡鉆井條件下,當(dāng)欠壓值較小時,液相仍可能在毛管力和化學(xué)勢能等作用下,克服欠壓值的阻力作用,而侵入到地層當(dāng)中。對于泥頁巖地層,液相的侵入會大幅降低其巖石強度,進而引發(fā)井壁失穩(wěn)等一系列的井下復(fù)雜情況。對于儲層,液相的侵入會引起水鎖效應(yīng),造成儲層傷害,不能實現(xiàn)真正意義上的欠平衡。因此,開展欠平衡鉆井條件下的液相侵入地層機理研究意義重大,不僅能夠為泥頁巖地層的欠平衡鉆井井壁穩(wěn)定分析提供基礎(chǔ)參數(shù),還能夠為真正意義上的儲層欠平衡鉆井提供理論依據(jù)。本文在系統(tǒng)分析欠平衡鉆井條件下,鉆井液侵入地層作用力的基礎(chǔ)上,以流體力學(xué)等理論為手段,分別建立起適用于泥頁巖和砂巖儲層的欠平衡鉆井鉆井液侵入模型,在泥頁巖地層僅考慮單相水流動；在砂巖儲層中考慮油水兩相流動。研究得到的主要成果有：①在欠平衡鉆井條件下,鉆井液侵入地層的主要動力為毛管力和化學(xué)勢差,侵入地層的阻力為欠壓差；②建立考慮單相水流動的泥頁巖地層欠平衡(或過平衡)鉆井鉆井液侵入模型,并利用該模型分析了大牛地氣田泥頁巖層段的井壁穩(wěn)定,結(jié)果表明：井壁附近的水侵量隨時間的增大而增加；泥頁巖強度隨含水量的增大而降低,其水化后更易導(dǎo)致井壁失穩(wěn),井壁失穩(wěn)后再提高鉆井液密度也不能有效防止井壁的二次失穩(wěn)；③砂巖儲層欠平衡鉆井鉆井液侵入模型分析表明；在毛管力作用下,鉆井液水相侵入量和侵入深度隨鉆井時間的增加而增加,隨欠壓值、地層原始含水飽和度的減小而增大�？紤]化學(xué)勢不利于井壁穩(wěn)定的情況下,在毛管力與化學(xué)勢共同作用時,鉆井液水相侵入量和侵入深度增大：當(dāng)毛管力相同,鉆井液水相侵入量和侵入深度隨化學(xué)勢的增大而增加。
【關(guān)鍵詞】：欠平衡鉆井 水侵規(guī)律 毛管力 化學(xué)勢
【學(xué)位授予單位】：西南石油大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TE254
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 第1章 緒論7-16
• 1.1 研究目的及意義7
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀7-14
• 1.2.1 泥頁巖井壁穩(wěn)定的研究現(xiàn)狀7-11
• 1.2.2 鉆井液侵入地層研究現(xiàn)狀11-14
• 1.3 主要研究內(nèi)容及思路14-16
• 1.3.1 研究內(nèi)容14
• 1.3.2 研究思路14-16
• 第2章 泥頁巖水化作用16-24
• 2.1 泥頁巖組成及結(jié)構(gòu)16-18
• 2.2 粘土礦物18-21
• 2.3 粘土水化造成井壁失穩(wěn)21-23
• 2.3.1 粘土水化21-22
• 2.3.2 粘土水化造成井壁失穩(wěn)22-23
• 2.4 本章小結(jié)23-24
• 第3章 欠平衡鉆井水侵作用力24-38
• 3.1 毛管力作用24-29
• 3.1.1 毛管力24-26
• 3.1.2 毛管壓力與含水飽和度之間的關(guān)系26-28
• 3.1.3 毛管力作用下的水侵過程28-29
• 3.2 化學(xué)勢差29-35
• 3.2.1 半透膜29-30
• 3.2.2 半透膜的基本特性30-33
• 3.2.3 化學(xué)勢差作用下的水侵過程33-35
• 3.3 壓差作用下的水侵過程35-36
• 3.4 本章小結(jié)36-38
• 第4章 泥頁巖地層欠平衡鉆井水侵規(guī)律研究38-49
• 4.1 泥頁巖地層欠平衡鉆井水侵模型38-40
• 4.2 泥頁巖地層水侵模型應(yīng)用40-48
• 4.2.1 巖石力學(xué)參數(shù)與吸水量的關(guān)系41-44
• 4.2.2 泥頁巖地層井壁穩(wěn)定性分析結(jié)果44-48
• 4.3 本章小結(jié)48-49
• 第5章 砂巖儲層欠平衡鉆井水侵規(guī)律研究49-68
• 5.1 毛管力作用下欠平衡鉆井水侵規(guī)律研究49-60
• 5.1.1 數(shù)學(xué)模型的建立49-51
• 5.1.2 模型求解51-54
• 5.1.3 毛管力作用下欠平衡鉆井水侵影響因素分析54-60
• 5.2 毛管力與化學(xué)勢差作用下欠平衡鉆井水侵規(guī)律研究60-66
• 5.2.1 數(shù)學(xué)模型的建立60-61
• 5.2.2 模型求解61-62
• 5.2.3 毛管力與化學(xué)勢差作用下欠平衡鉆井水侵影響因素分析62-66
• 5.3 本章小結(jié)66-68
• 第6章 結(jié)論與建議68-69
• 6.1 結(jié)論68
• 6.2 建議68-69
• 致謝69-70
• 參考文獻70-75

【參考文獻】

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本文編號：1124891