【摘要】：川渝氣區(qū)風(fēng)險(xiǎn)探井欠平衡井段的井眼擴(kuò)徑率普遍較高,井眼擴(kuò)徑率介于20%~30%,最高可達(dá)140%,增加了風(fēng)險(xiǎn)探井的鉆探風(fēng)險(xiǎn),而且欠平衡鉆井井壁穩(wěn)定的問題也尚未得到有效解決。為此,針對(duì)欠平衡井段井壁失穩(wěn)機(jī)理開展了研究,提出了計(jì)算欠平衡鉆井井壁坍塌壓力的方法:通過引入有效膜壓力系數(shù),結(jié)合達(dá)西定律、地層流體狀態(tài)方程、連續(xù)性方程,求解出井周壓力分布解析解;依據(jù)疊加原理得到了井周應(yīng)力分布模型,并采用Mohr-Coulomb準(zhǔn)則推導(dǎo)出維持井壁穩(wěn)定的最低鉆井液密度計(jì)算模型;研究了欠平衡、過平衡、欠平衡轉(zhuǎn)過平衡3種典型工況下的井周壓力演化規(guī)律,并總結(jié)了欠平衡鉆井井壁失穩(wěn)的規(guī)律。結(jié)論認(rèn)為:該模型反映了泥餅對(duì)井壁穩(wěn)定的影響,由其計(jì)算得到的坍塌壓力比常規(guī)模型計(jì)算所得的結(jié)果要高,說明有效膜壓力系數(shù)對(duì)井壁坍塌的影響顯著,而巖石強(qiáng)度(內(nèi)聚力、內(nèi)摩擦角)、地應(yīng)力、巖石孔隙度等參數(shù)對(duì)井壁坍塌的影響則相對(duì)較小,采用該模型計(jì)算的結(jié)果更加符合現(xiàn)場實(shí)際。
[Abstract]:The hole expansion rate of the underbalanced well section of risk exploration wells in Sichuan and Chongqing gas area is generally high, the hole expansion rate is between 20% and 30%, and the highest can reach 140%, which increases the drilling risk of risk exploration wells. Moreover, the problem of shaft wall stability in underbalanced drilling has not yet been effectively solved. In this paper, the mechanism of wellbore instability in underbalanced well section is studied, and a method for calculating wellbore collapse pressure in underbalanced drilling is put forward: by introducing effective membrane pressure coefficient, combining Darcy's law, formation fluid equation of state and continuity equation, The analytical solution of pressure distribution around the well is solved. According to the superposition principle, the stress distribution model around the well is obtained, and the minimum drilling fluid density calculation model for maintaining wellbore stability is derived by using Mohr-Coulomb criterion. The evolution law of wellbore pressure under three typical working conditions of underbalanced, overbalanced and underbalanced is studied, and the law of wellbore instability in underbalanced drilling is summarized. It is concluded that the model reflects the effect of mud cake on wellbore stability, and the collapse pressure calculated by the model is higher than that calculated by the conventional model, which indicates that the effective membrane pressure coefficient has a significant effect on the wellbore collapse. However, the influence of rock strength (cohesion, internal friction angle), ground stress, rock porosity and other parameters on wellbore collapse is relatively small, and the results calculated by this model are more in line with the field reality.
【作者單位】： 中國石油西南油氣田公司勘探事業(yè)部;中國石油西南油氣田公司輸氣管理處;"油氣藏地質(zhì)及開發(fā)工程"國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室·西南石油大學(xué);中國石油川慶鉆探工程公司鉆采工程技術(shù)研究院;
【基金】：國家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃(973計(jì)劃)項(xiàng)目“頁巖氣水平井鉆完井關(guān)鍵基礎(chǔ)研究”(編號(hào):2013CB228003) 四川省科技創(chuàng)新苗子工程培育項(xiàng)目[編號(hào):XNSIIJS(2014)51] 四川省國際科技合作與交流研究計(jì)劃項(xiàng)目(編號(hào):2016HH0001)
【分類號(hào)】：TE24

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