本文選題：泥頁巖　切入點(diǎn)：井壁穩(wěn)定　出處：《西南石油大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：井壁失穩(wěn)是在石油與天然氣鉆井過程中碰到的一個(gè)非常復(fù)雜的難題,由于井壁坍塌而造成井下事故,會(huì)給石油與天然氣的勘探開發(fā)帶來很大的經(jīng)濟(jì)損失。鉆井過程中保持井壁的穩(wěn)定性對于石油與天然氣的開發(fā)具有非常重要的意義。在以往的井壁穩(wěn)定性研究中,大多是通過鉆井取心進(jìn)行室內(nèi)實(shí)驗(yàn)的方法進(jìn)行的,這種方法雖然精度較高,但由于連續(xù)性差,成本高等原因使得應(yīng)用受到限制。工程測井能夠提供大量的井下地層連續(xù)性信息。本文借助少量室內(nèi)試驗(yàn),應(yīng)用測井?dāng)?shù)據(jù)對泥頁巖地層井壁穩(wěn)定性進(jìn)行分析和評價(jià)。本文取得的成果和認(rèn)識(shí)如下:(1)實(shí)驗(yàn)開展了泥頁巖礦物組成、粘土礦物組分、陽離子交換容量以及比表面積測試,同時(shí)利用現(xiàn)場自然伽馬能譜測井資料對泥頁巖地層粘土礦物組分和含量以及泥頁巖理化性質(zhì)進(jìn)行了綜合評價(jià)。評價(jià)結(jié)果表明研究區(qū)黏土礦物含量高,地層泥頁巖水化膨脹性較強(qiáng)。(2)借助三軸巖石力學(xué)實(shí)驗(yàn)儀和常規(guī)測井資料對泥頁巖井周應(yīng)力場及巖石力學(xué)性質(zhì)進(jìn)行了分析。(3)根據(jù)水溶液在近井壁地層中的運(yùn)移規(guī)律,結(jié)合泥頁巖滲流基本方程,分析了滲流場對于地層孔隙壓力及井壁穩(wěn)定的影響,地層孔隙壓力在滲流作用的影響下隨著時(shí)間的增加而增大,隨著距離的增加而減小。(4)借助室內(nèi)Zeta電位測試實(shí)驗(yàn),評價(jià)了不同離子類型和離子濃度條件下膨脹性粘土礦物表面電位的變化情況,結(jié)合擴(kuò)散雙電層理論,探索性提出了水化應(yīng)力的評價(jià)模型。利用現(xiàn)場測井?dāng)?shù)據(jù)計(jì)算了水化應(yīng)力,水化應(yīng)力會(huì)對井周有效應(yīng)力產(chǎn)生重要影響,進(jìn)而影響井壁穩(wěn)定性。(5)在井壁穩(wěn)定性傳統(tǒng)力學(xué)評價(jià)的基礎(chǔ)上,分析了泥頁巖水化膨脹應(yīng)力對地層壓力和力學(xué)強(qiáng)度的影響。將滲流場和水化作用耦合進(jìn)泥頁巖井壁穩(wěn)定性評價(jià)當(dāng)中,得到滲流效應(yīng)及水化應(yīng)力影響下的“安全密度窗口”。通過以上研究內(nèi)容,對研究區(qū)井壁穩(wěn)定進(jìn)行了綜合評價(jià),所采用的評價(jià)方法對研究區(qū)適用性較好,能為現(xiàn)場鉆井液設(shè)計(jì)提供指導(dǎo)意義。
[Abstract]:Wellbore instability is a very complicated problem encountered in the course of oil and natural gas drilling, and the downhole accident is caused by the wellbore collapse. It will bring great economic loss to the exploration and development of oil and natural gas. It is very important for the exploitation of oil and natural gas to maintain the stability of wellbore during drilling. Most of them are carried out by drilling and coring for laboratory experiments. Although the accuracy of this method is high, but because of the poor continuity, The application is limited because of the high cost. Engineering logging can provide a large amount of underground formation continuity information. Using logging data to analyze and evaluate the wellbore stability of shale formation. The results and understandings obtained in this paper are as follows: 1) the shale mineral composition, clay mineral composition, cation exchange capacity and specific surface area are tested in this paper. At the same time, the composition and content of clay minerals in shale formation and the physical and chemical properties of shale are comprehensively evaluated by using field natural gamma spectrum logging data. The evaluation results show that the clay mineral content in the study area is high. The stress field around shale well and rock mechanical properties are analyzed by means of triaxial rock mechanics experiment instrument and conventional logging data.) according to the migration law of aqueous solution in the near wellbore formation, the stress field and rock mechanics property of shale well are analyzed by means of triaxial rock mechanics experiment instrument and conventional logging data. Combined with the basic equation of shale percolation, the influence of percolation field on formation pore pressure and wellbore stability is analyzed. Under the influence of percolation, the formation pore pressure increases with the increase of time. With the increase of distance, the change of surface potential of expansive clay minerals under different ion types and ion concentrations was evaluated by means of laboratory Zeta potential measurement experiments, and the diffusion double layer theory was combined. The evaluation model of hydration stress is put forward. The hydration stress is calculated by using field logging data. The hydration stress will have an important effect on the effective stress around the well. On the basis of traditional mechanical evaluation of wellbore stability, The influence of hydration expansion stress on formation pressure and mechanical strength is analyzed. The "safe density window" under the influence of seepage effect and hydration stress is obtained. Through the above research contents, the stability of shaft lining in the study area is comprehensively evaluated, and the evaluation method adopted is suitable for the study area. It can provide guidance for field drilling fluid design.
【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】：2017
【分類號】：TE21

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 雷又層;向興金;;泥頁巖分類簡述[J];鉆井液與完井液;2007年02期

2 徐加放,邱正松,王瑞和,馮京海,陳永浩;泥頁巖水化應(yīng)力經(jīng)驗(yàn)公式的推導(dǎo)與計(jì)算[J];石油鉆探技術(shù);2003年02期

3 和冰;;泥頁巖水化試驗(yàn)研究[J];斷塊油氣田;2008年04期

4 折海成;劉斌;華帥;張曉健;;裂縫吸水對泥頁巖強(qiáng)度的影響[J];遼寧化工;2010年08期

5 吳超;羅健生;田榮劍;劉剛;李懷科;張興來;;泥頁巖水化對巖石力學(xué)參數(shù)的影響[J];石油天然氣學(xué)報(bào);2012年04期

6 王怡;劉修善;曾義金;光新軍;;泥頁巖綜合分類方法探索[J];鉆井液與完井液;2014年04期

7 鄧金根;郭東旭;周建良;劉書杰;;泥頁巖井壁應(yīng)力的力學(xué)-化學(xué)耦合計(jì)算模式及數(shù)值求解方法[J];巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào);2003年S1期

8 張巖;向興金;鄢捷年;吳彬;趙磊;;泥頁巖膜效率測定儀的研制[J];石油鉆采工藝;2010年S1期

9 李海旭;李皋;劉厚彬;曹獻(xiàn)平;徐力群;馮青;巴碩;;泥頁巖水化對巖石力學(xué)強(qiáng)度的影響[J];重慶科技學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2013年05期

10 林永學(xué)，，楊志敏;塔東北地區(qū)泥頁巖原始特征描述方法及應(yīng)用研究[J];石油鉆探技術(shù);1994年01期

相關(guān)會(huì)議論文 前1條

1 張峰;程遠(yuǎn)方;趙益忠;王京印;;多場耦合作用下泥頁巖井壁坍塌周期分析[A];第二十屆全國水動(dòng)力學(xué)研討會(huì)文集[C];2007年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前4條

1 王萍;泥頁巖井壁水化損傷的蠕變失穩(wěn)力學(xué)研究[D];西北工業(yè)大學(xué);2015年

2 孟英峰;泥頁巖水化反應(yīng)的系統(tǒng)仿真技術(shù)及其在油氣田開發(fā)領(lǐng)域中的應(yīng)用[D];西南石油學(xué)院;2002年

3 鄧虎;裂縫性泥頁巖的水化穩(wěn)定性研究及其應(yīng)用[D];西南石油學(xué)院;2004年

4 王京印;泥頁巖井壁穩(wěn)定性力學(xué)化學(xué)耦合模型研究[D];中國石油大學(xué);2007年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 陳西磊;鄂西渝東泥頁巖力學(xué)性能研究[D];西南科技大學(xué);2015年

2 鄒杰;煤系泥頁巖力—化耦合特性及其孔壁穩(wěn)定性研究[D];成都理工大學(xué);2015年

3 孫變變;利津洼陷沙三-沙四段泥頁巖沉積微相研究[D];中國石油大學(xué)(華東);2014年

4 孫怡;羅家地區(qū)泥頁巖層封堵型鉆井液體系的研究[D];中國石油大學(xué)(華東);2014年

5 勐睿;工程測井在泥頁巖井壁穩(wěn)定評價(jià)中的應(yīng)用[D];西南石油大學(xué);2017年

6 王劍;泥頁巖的水化穩(wěn)定性研究[D];西安石油大學(xué);2012年

7 覃園圓;泥頁巖水化對井壁穩(wěn)定性影響研究[D];西安石油大學(xué);2014年

8 孔德虎;泥頁巖水化對井壁穩(wěn)定的影響規(guī)律研究[D];東北石油大學(xué);2010年

9 折海成;基于損傷力學(xué)理論的泥頁巖井壁穩(wěn)定性研究[D];西安石油大學(xué);2011年

10 陳秀榮;泥頁巖井壁穩(wěn)定性研究[D];中國地質(zhì)大學(xué);2009年

本文編號：1581682