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海域天然气水合物稳定井壁钻井液研究进展
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作者 孙金声 赵珂 +6 位作者 廖波 吕开河 王金堂 刘敬平 白杨 王韧 白英睿 《天然气工业》 北大核心 2025年第6期1-16,共16页
天然气水合物(以下简称水合物)是我国重要的潜在高效清洁油气接替资源,绝大部分赋存于海域深水浅部地层之中。水合物因其复杂的赋存形态与特殊的储层特性,在钻探过程中易引发水合物相态变化进而造成钻井井壁失稳,而高性能钻井液是维持... 天然气水合物(以下简称水合物)是我国重要的潜在高效清洁油气接替资源,绝大部分赋存于海域深水浅部地层之中。水合物因其复杂的赋存形态与特殊的储层特性,在钻探过程中易引发水合物相态变化进而造成钻井井壁失稳,而高性能钻井液是维持井壁稳定的关键。为研制适用于海域水合物储层钻探的低成本高性能钻井液体系,系统梳理了全球海域水合物深水浅部储层特点与钻井难点,系统分析了海域水合物井壁失稳机理及研究现状,对现阶段的水合物井壁稳定钻井液体系进行了总结归纳,提出了未来水合物钻井液体系的设计思路与发展方向。研究结果表明:①海域水合物储层钻井常面临浅部地层疏松、安全密度窗口窄、水合物相态变化和钻井液性能变化等因素带来的井壁失稳难题;②在钻井过程中,钻井液与水合物储层会发生传热和传质反应,影响井壁周围力学性能,进而造成井壁失稳,现阶段主要使用物理控温或化学抑制的方法来延缓水合物的分解;③水基钻井液仍是海域水合物钻井过程中的首选,目前研发的胺基聚合物钻井液体系、稀硅酸盐钻井液体系、聚合醇钻井液体系等均具有较好的水合物抑制性与稳定井壁性能。结论认为,未来应继续加强高效低成本水合物相态控制化学剂与无毒高性能钻井液的研发,构建出更多可用于海域水合物钻探、有效维持井壁稳定的低成本高性能环保型钻井液体系,为全球海域水合物开发和深海油气增储上产提供有力的技术支撑。 展开更多
关键词 海域天然气水合物 钻井液 井壁稳定 地层蠕变 安全密度窗口 相态控制 封堵材料 流变调控
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快速钻井剂稳定井壁快速钻进作用机理研究 被引量:8
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作者 杨宇平 孙金声 +2 位作者 杨枝 卢运虎 江四清 《西南石油大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2010年第1期165-169,共5页
钻井过程中所钻地层岩石首先接触的是钻井液,如果钻井液能以保证井壁稳定为前提在瞬间有效降低地层岩石强度,即可大幅度提高机械钻速。采用渗透率大小不同的天然岩芯在不同浓度的快速钻井剂(KSZJ)中浸泡不同时间,岩石瞬间强度及最终强... 钻井过程中所钻地层岩石首先接触的是钻井液,如果钻井液能以保证井壁稳定为前提在瞬间有效降低地层岩石强度,即可大幅度提高机械钻速。采用渗透率大小不同的天然岩芯在不同浓度的快速钻井剂(KSZJ)中浸泡不同时间,岩石瞬间强度及最终强度的变化表明,KSZJ能以较高的渗透速率以及较大渗透体积迅速渗入岩石的裂纹,从而强化了裂纹尖端的应力,促使裂纹迅速扩展以致瞬间破坏岩石强度,提高破岩效率,从而提高机械钻速;随着浸泡时间的增加,岩芯强度也随之迅速增强并趋于稳定,有利于井壁稳定,保持井径规则。在射流钻井模拟实验装置上钻进不同硬度的岩石及海拉尔盆地乌126-88井进行的现场试验结果表明:快速钻井液技术有效解决了井壁失稳问题,提高平均机械钻速显著。 展开更多
关键词 快速钻井处理剂(KSZJ) 岩石强度 机械钻速 稳定井壁 作用机理
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复合盐层多元协同稳定井壁钻井液技术 被引量:4
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作者 赵欣 孙昊 +3 位作者 邱正松 黄维安 徐加放 钟汉毅 《深圳大学学报(理工版)》 CAS CSCD 北大核心 2022年第6期668-674,共7页
复合盐层性质复杂,钻井过程中易发生井壁失稳.通过分析多个地区复合盐层的矿物组成、微观结构、理化性质及界面力学特性,探讨了井壁失稳机理.结果表明,地层孔隙和微裂缝发育、盐岩蠕变及溶解、膏泥岩水化是造成复合盐层井壁失稳的关键原... 复合盐层性质复杂,钻井过程中易发生井壁失稳.通过分析多个地区复合盐层的矿物组成、微观结构、理化性质及界面力学特性,探讨了井壁失稳机理.结果表明,地层孔隙和微裂缝发育、盐岩蠕变及溶解、膏泥岩水化是造成复合盐层井壁失稳的关键原因.提出了强化钻井液封固井壁作用-抑制盐膏溶解与膏泥水化-水活度平衡-有效应力支撑“多元协同”稳定井壁钻井液技术对策.依据水活度对泥岩水化膨胀和分散的影响规律,明确了钻井液水活度安全窗口的设计依据.针对中东地区M油田、乌兹别克斯坦H-S油田以及中国新疆地区复合盐层井壁失稳问题,采用“多元协同”稳定井壁技术对策,设计了相应的防塌钻井液体系.现场应用表明,该技术可有效提高复合盐层井壁稳定性,大幅减少井下复杂事故,提高钻井作业效率. 展开更多
关键词 油气井工程 油田开发 复合盐层 井壁失稳机理 多元协同 稳定井壁 水活度窗口 钻井液
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钾离子稳定井壁机理的研讨 被引量:12
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作者 徐同台 陈其正 +2 位作者 范维庆 陈文秀 席栋鑫 《钻井液与完井液》 CAS 1998年第3期3-8,共6页
研究了钾离子抑制膨润土和泥页岩水化膨胀的作用机理。钾离子能否进入泥页岩中蒙皂石或伊蒙间层中蒙皂石的硅氧四面体六角环中被固定,主要取决于蒙皂石的组构特征。蒙皂石族典型矿物为蒙脱石、贝得石、绿脱石和皂石,贝得石和皂石的层电... 研究了钾离子抑制膨润土和泥页岩水化膨胀的作用机理。钾离子能否进入泥页岩中蒙皂石或伊蒙间层中蒙皂石的硅氧四面体六角环中被固定,主要取决于蒙皂石的组构特征。蒙皂石族典型矿物为蒙脱石、贝得石、绿脱石和皂石,贝得石和皂石的层电荷为四面体电荷,负电荷离钾离子近,对钾离子的静电引力大,钾离子易进入六方晶格被固定。蒙脱石层电荷为八面体电荷,负电荷离钾离子较远,但由伊利石蚀变而成的蒙脱石,由于电荷高,钾离子易被固定,而由火山岩系蚀变而成的蒙脱石,由于电荷低,钾离子很难被固定,仅能成为蒙脱石上的可交换阳离子。此外影响钾离子固定量的因素还包括水溶液中钾离子的浓度及其它盐离子的种类与浓度、地层温度和浸泡时间。钾离子抑制泥页岩永化膨胀的作用机理与泥页岩中所含的矿物组分有关,抑制主要含蒙脱石的膨润土水化膨胀的作用机理与可交换阳离子的种类及浓度有关。 展开更多
关键词 钾离子 油气井 井壁稳定 钻井 防塌
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硅酸盐抑制性及稳定井壁机理探讨 被引量:7
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作者 梁大川 蒲晓林 《钻采工艺》 CAS 北大核心 2005年第6期105-107,共3页
硅酸盐钻井液是一种抑制性能优良、环境相容性好、成本较低的水基钻井液体系。国外近年研究应用较多,而国内研究应用相对滞后。通过抑制性实验、针入度实验及凝胶生成等实验研究,认为该体系稳定井壁机理是:堵塞泥页岩孔隙和微裂缝,阻止... 硅酸盐钻井液是一种抑制性能优良、环境相容性好、成本较低的水基钻井液体系。国外近年研究应用较多,而国内研究应用相对滞后。通过抑制性实验、针入度实验及凝胶生成等实验研究,认为该体系稳定井壁机理是:堵塞泥页岩孔隙和微裂缝,阻止滤液进入地层;抑制页岩中粘土矿物水化膨胀和分散;硅酸盐与地层粘土矿物发生化学反应生成利于井壁稳定的新矿物;配合使用的高浓度氯化钠或氯化钾的协同稳定作用。 展开更多
关键词 硅酸盐 钻井液 抑制性 井壁稳定 试验研究
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稳定井壁封堵材料分类的研究进展 被引量:5
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作者 郑力会 吴通 +3 位作者 陶秀娟 闫振峰 罗江伟 甘茂宗 《石油机械》 北大核心 2021年第4期1-9,共9页
稳定井壁封堵材料种类众多,对其进行合理分类能为材料优选和稳定井壁效果评价提供依据。目前稳定井壁封堵材料主要以材料外观、力学性能、作用机制以及作用目的等进行分类,各种分类方法之间存在不同程度的交叉,导致同类材料封堵性能评... 稳定井壁封堵材料种类众多,对其进行合理分类能为材料优选和稳定井壁效果评价提供依据。目前稳定井壁封堵材料主要以材料外观、力学性能、作用机制以及作用目的等进行分类,各种分类方法之间存在不同程度的交叉,导致同类材料封堵性能评价方法不同,不同类材料的封堵试验效果对比缺乏依据。为了确立同类材料的表征方法,建立不同类材料稳定井壁封堵效果的评价方法,提出以稳定井壁过程中封堵材料分子之间是否发生化学反应为依据,将材料分为物理封堵材料和化学封堵材料两大类。同时,按照封堵带作用形式将物理封堵材料细分为机械支护、桥接封堵、变形充填、泡沫堆积和成膜封堵等5小类;按照发生化学反应类型将化学封堵材料细分为交联封堵材料、胶凝封堵材料和沉淀封堵材料等3小类。该分类方法在一定程度上解决了因材料分类交叉所带来的封堵材料评价方法缺失和试验效果依据缺乏的难题,有利于在封堵作用机理基础上建立评价方法和标准,推动封堵学学科的发展。 展开更多
关键词 钻井 井壁稳定 封堵材料 作用原理 调剖堵水 封堵学
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泡沫钻井流体稳定井壁机理分析与评价技术探索 被引量:2
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作者 许启通 孙举 苏雪霞 《科学技术与工程》 北大核心 2012年第15期3591-3594,共4页
采用泡沫流体钻进过程中,容易发生井壁失稳。但性能良好的泡沫流体对稳定井壁仍具有一定的积极作用。目前,针对泡沫钻井流体井壁稳定性的评价手段较为匮乏。通过对泡沫钻井流体的抑制性能和封堵性能进行实验评价,形成一套井壁稳定性评... 采用泡沫流体钻进过程中,容易发生井壁失稳。但性能良好的泡沫流体对稳定井壁仍具有一定的积极作用。目前,针对泡沫钻井流体井壁稳定性的评价手段较为匮乏。通过对泡沫钻井流体的抑制性能和封堵性能进行实验评价,形成一套井壁稳定性评价方法,可以为评价泡沫钻井流体稳定井壁性能提供一定的技术参考。结果表明,所研究的泡沫钻井流体具有良好的抑制性和封堵性。化学抑制和物理封堵相结合,形成一定的稳定井壁性能。最后,对泡沫钻井流体稳定井壁机理进行阐述。 展开更多
关键词 泡沫钻井流体 抑制性 封堵性 井壁稳定 评价 机理
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PDDA/无机纳米颗粒交替吸附沉积及提高钻井井壁稳定性
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作者 刘振东 李海斌 +2 位作者 徐海 李公让 吕建仁 《石油化工》 北大核心 2025年第2期227-232,共6页
由贻贝等生物体外壳得到启示,采用带有相反电荷的聚合物和纳米无机颗粒相互吸引逐层成膜,模拟生物矿化的过程,研究了不同形式的纳米CaCO3与聚二烯丙基二甲基氯化铵(PDDA)聚电解质矿化沉积形成沉积膜的性能,并模拟评价了沉积膜对岩石表... 由贻贝等生物体外壳得到启示,采用带有相反电荷的聚合物和纳米无机颗粒相互吸引逐层成膜,模拟生物矿化的过程,研究了不同形式的纳米CaCO3与聚二烯丙基二甲基氯化铵(PDDA)聚电解质矿化沉积形成沉积膜的性能,并模拟评价了沉积膜对岩石表面的封堵加固作用效果。实验结果表明,纳米CaCO3和PDDA形成的沉积膜具有很好的光滑表面和黏附性,能够有效提高岩石表面的致密性,对提高井壁加固具有一定的作用,这对该技术在钻井领域的应用展示了较好的前景。 展开更多
关键词 聚电解质 无机颗粒 矿化沉积 加固效果 井壁稳定
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川东铜锣峡气田裂缝性灰岩地层井壁稳定离散元数值模拟
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作者 石祥超 张琴 +2 位作者 卓云 高雷雨 贾熹文 《钻采工艺》 北大核心 2025年第4期27-36,共10页
在钻井过程中裂缝性地层井壁稳定问题突出,传统力学模型难以准确评价井壁失稳机理。为深入研究裂缝性灰岩地层的井壁稳定性,以铜锣峡气田X井为例,利用井壁成像测井图像处理方法提取裂缝形态,建立了三维离散元井壁稳定模型,研究了不同钻... 在钻井过程中裂缝性地层井壁稳定问题突出,传统力学模型难以准确评价井壁失稳机理。为深入研究裂缝性灰岩地层的井壁稳定性,以铜锣峡气田X井为例,利用井壁成像测井图像处理方法提取裂缝形态,建立了三维离散元井壁稳定模型,研究了不同钻井液密度下裂缝井壁的失效和变形。研究表明:在无钻井液支撑时,井壁破坏单元主要集中在水平最小主应力方向上和裂缝与井筒切割位置;在裂缝倾角较大处,井壁位移明显增加,随着钻井液密度的增加,井壁附近的破坏单元数量减少,主要集中在裂缝附近且井壁变形减小;钻井液密度从0提高到1.2 g/cm3时,可以有效增加井壁最小主应力,同时降低最大主应力,使得两者差值减小,井壁稳定性增强。研究结果为裂缝性灰岩地层安全高效钻井提供了重要参考。 展开更多
关键词 裂缝性地层 三维离散元 钻井液密度 井壁稳定
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超临界CO_(2)—水—岩相互作用下龙马溪组页岩物理特性演化及其对井壁稳定性影响
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作者 雷刚 任建飞 +5 位作者 刘佰衢 熊健 刘向君 程万 梁利喜 黎子阳 《天然气工业》 北大核心 2025年第5期136-149,共14页
向页岩储层中注入超临界CO_(2)能够在提高页岩气采收率的同时实现CO_(2)地质封存,但CO_(2)—水—页岩会发生相互作用,导致储层孔隙结构及物理特性发生变化,进而影响井壁稳定性及页岩气产量,亟需开展相关机理基础研究。为此,以四川盆地... 向页岩储层中注入超临界CO_(2)能够在提高页岩气采收率的同时实现CO_(2)地质封存,但CO_(2)—水—页岩会发生相互作用,导致储层孔隙结构及物理特性发生变化,进而影响井壁稳定性及页岩气产量,亟需开展相关机理基础研究。为此,以四川盆地长宁地区下志留统龙马溪组页岩为研究对象,基于矿物组分测试、扫描电镜、超声波透射等室内实验,系统分析了超临界CO_(2)—水—岩相互作用对页岩物理特性的影响,进而建立了页岩储层井壁稳定性评价模型,定量评价了超临界CO_(2)—水—岩相互作用对井壁稳定性的影响。研究结果表明:①黏土矿物水化作用及超临界CO_(2)—水—岩相互作用均导致页岩孔隙度及渗透率增加、声波能量损失及力学强度下降,页岩在超临界CO_(2)—水环境中,声波信号呈现高频向低频迁移特征,声波速度降幅为去离子水环境的2.53倍,孔隙度与渗透率增幅分别为其1.57倍和2.60倍,力学参数平均劣化程度为去离子水环境的2.12倍;②去离子水环境主要引发黏土矿物水化膨胀和分散,而超临界CO_(2)—水环境则通过碳酸盐溶解与黏土水化协同作用,加剧孔隙结构演化;③相较于原状地层,黏土矿物水化作用、超临界CO_(2)—水—岩相互作用分别使临界坍塌压力当量密度提升20.9%和42.7%。结论认为:①井壁稳定评价模型预测的坍塌压力当量密度为1.57 g/cm^(3),与现场实测数据(平均值为1.53 g/cm^(3))吻合良好(平均误差为2.61%),验证了井壁稳定性评价模型的可靠性;②研究成果有助于认识超临界CO_(2)—水—岩相互作用下页岩物理特性演化机理,为页岩气安全高效开发提供理论支撑。 展开更多
关键词 龙马溪组页岩 安全高效开发 超临界CO_(2)—水—岩相互作用 室内实验 物理特性 演化机理 井壁稳定评价
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基于D-P准则的天然气水合物井壁稳定性研究
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作者 孙晓峰 赵元喆 +3 位作者 李智鹏 胡乔波 陶亮 姚笛 《石油机械》 北大核心 2024年第8期33-40,共8页
钻井过程中,钻井液对水合物地层产生热交换作用,同时钻井液侵入会影响水合物稳定,两者均引起井周应力场变化,导致井壁坍塌等复杂情况,严重制约着天然气水合物资源高效开发。基于线性热弹性多孔介质理论建立了热流固耦合的水合物斜井井... 钻井过程中,钻井液对水合物地层产生热交换作用,同时钻井液侵入会影响水合物稳定,两者均引起井周应力场变化,导致井壁坍塌等复杂情况,严重制约着天然气水合物资源高效开发。基于线性热弹性多孔介质理论建立了热流固耦合的水合物斜井井周应力模型,引入欧拉变换考虑三维地应力大小和方向的随机性,采用D-P准则强化中间主应力对水合物井壁稳定的影响,并开展了井斜角/方位角、水合物饱和度、井壁渗透性以及钻井液温度等因素对水合物井壁稳定的研究。研究结果表明:井斜角对井壁的稳定性具有更大的影响,井斜角每增加30°坍塌压力变化0.155 MPa,方位角每增加30°坍塌压力变化0.112 MPa。水合物从高到低饱和度的分解过程,前期地层强度缓慢降低,后期快速降低。水合物地层的有效孔隙度增加使得钻井液侵入量增加,致使地层有效应力降低,导致地层的变形和破裂,增加井壁失稳风险。水合物地层对高于相平衡温度(285 K)的钻井液较为敏感,每升高1 K坍塌压力当量密度约增加0.0069 g/cm^(3),相反则表现较为迟钝。在进行钻井作业时,选用合适的高抑制性、低温钻井液有助于控制水合物的分解以及减少钻井液侵入,进而降低水合物井壁失稳风险。研究结果可为天然气水合物井壁稳定性研究提供参考。 展开更多
关键词 天然气水合物 井壁稳定 D-P准则 坍塌压力 热流固耦合
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割理结构对WW盆地煤层气井井壁稳定性影响研究 被引量:2
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作者 幸雪松 庞照宇 +2 位作者 刘岳龙 周长所 高斐 《钻采工艺》 CAS 北大核心 2024年第5期100-106,共7页
煤层气作为清洁的非常规能源在我国储量丰富,成为增储上产的重要补充来源,且煤层气的开采能有效防止瓦斯泄露爆炸,但煤岩弹性模量和强度低,割理结构发育,煤层气井井壁常发生掉块卡钻,制约了煤层气的高效开发。文章首先研究了煤岩微观结... 煤层气作为清洁的非常规能源在我国储量丰富,成为增储上产的重要补充来源,且煤层气的开采能有效防止瓦斯泄露爆炸,但煤岩弹性模量和强度低,割理结构发育,煤层气井井壁常发生掉块卡钻,制约了煤层气的高效开发。文章首先研究了煤岩微观结构,建立了同时考虑面割理和端割理影响的煤岩强度准则,结合双孔双渗井周应力模型,研究了割理结构对WW盆地井壁稳定性的影响。结果表明:该区块煤岩黏土矿物含量较少,水化作用较弱;面割理端割理与面割理相互垂直交错切割煤岩,严重削弱了煤岩强度;割理结构对煤岩井壁坍塌压力具有显著影响,若不考虑割理影响,将得到错误的坍塌压力随井眼轨迹的变化规律。割理产状对三种井型坍塌压力影响研究表明,直井坍塌压力不随割理倾角的变化而变化,受割理倾向的影响较大;当割理倾角较大时,沿水平最小地应力方向的水平井稳定性较好;在特定的割理方位情况下,沿水平最大地应力方向的水平井不会沿割理发生剪切滑移破坏。 展开更多
关键词 煤层气 面割理 端割理 井壁稳定
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中国南海神狐海域水合物储层井壁稳定可靠度分析 被引量:5
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作者 黄佳佳 蒋明镜 王华宁 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期1505-1516,共12页
天然气水合物具有巨大的潜在经济和环境价值,其开发利用对国家能源安全和实现国家碳达峰碳中和的“双碳目标”具有战略意义。我国天然气水合物资源主要分布于南海海域,海洋环境的复杂性和隐蔽性使工程测量数据具有较大不确定性,影响钻... 天然气水合物具有巨大的潜在经济和环境价值,其开发利用对国家能源安全和实现国家碳达峰碳中和的“双碳目标”具有战略意义。我国天然气水合物资源主要分布于南海海域,海洋环境的复杂性和隐蔽性使工程测量数据具有较大不确定性,影响钻井安全。目前未见有水合物储层井壁稳定可靠度研究。为定量评估在我国南海神狐海域水合物储层钻井风险,基于水合物储层钻井井壁稳定解析理论和南海神狐海域具体地质条件,结合可靠度分析方法中的改进一次二阶矩法和响应面法,研究南海神狐海域水合物储层钻井井壁失稳概率分布特征,分析该海域井壁失稳概率及安全钻井液压力窗口对主要参数均值和不确定性的敏感性,结果表明:(1)若测量数据足够精确,在我国南海神狐海域水合物储层进行钻井活动的安全性较高,安全钻井液压力窗口也较大。测量数据的不确定性增大将使井壁失稳概率显著升高,缩窄安全钻井液压力窗口。(2)较低的钻井液温度对降低井壁失稳概率略有帮助,且能明显地扩大安全钻井液压力窗口。(3)5个主要参数的均值和不确定性对井壁失稳概率的影响次序相同,均为初始地应力>初始内摩擦角>弹性模量比>初始黏聚力>初始弹性模量。实际工程中对初始地应力数据精确测量,能够显著提高水合物储层钻井井壁稳定性。 展开更多
关键词 天然气水合物 井壁稳定 可靠度 南海神狐海域 响应面法 改进一次二阶矩法
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四川长宁页岩气长水平段油基钻井液井壁稳定技术 被引量:3
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作者 白杨 翟玉芬 +3 位作者 罗平亚 代锋 吴凌风 罗玉婧 《钻采工艺》 CAS 北大核心 2024年第6期152-158,共7页
四川盆地长宁区块页岩气储层已经进入纵向立体开发阶段,在钻进龙马溪组龙一1^(4)小层长水平段过程中井壁垮塌、卡钻等复杂事故频发。为此,基于X射线衍射、扫描电镜明确了龙一1^(4)小层岩样矿物组成及微观结构特征,揭示了该区块井壁失稳... 四川盆地长宁区块页岩气储层已经进入纵向立体开发阶段,在钻进龙马溪组龙一1^(4)小层长水平段过程中井壁垮塌、卡钻等复杂事故频发。为此,基于X射线衍射、扫描电镜明确了龙一1^(4)小层岩样矿物组成及微观结构特征,揭示了该区块井壁失稳机理,采用石墨烯纳米片和多级微米刚性封堵剂对现场钻井液进行封堵性能优化,通过提高油水比和氯化钙(CaCl_(2))溶液浓度增强钻井液抑制性,形成了一套强封堵强抑制防塌钻井液体系。现场应用中未出现由于掉块导致的憋泵、憋顶驱、卡钻等复杂事故,摩阻系数均处于中、低值区间,水平段平均井径扩大率为4.07%。说明该油基钻井液能够有效强化井壁,且具有降摩减阻效果,能够解决长宁区块龙马溪组页岩水平井井眼失稳问题。 展开更多
关键词 页岩气 井壁稳定 油基钻井液 微纳米封堵 水平井
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苏北陆相页岩油储层井壁稳定性能评价 被引量:1
15
作者 高书阳 《科学技术与工程》 北大核心 2024年第22期9350-9356,共7页
为解决苏北陆相页岩油储层钻进过程中卡钻频发、成井难度大等技术难题,开展了地质特征和室内实验评价分析,结果表明苏北陆相阜宁组二段泥页岩黏土矿物含量高,以伊/蒙混层为主,具有一定的水化分散性能,并具有明显的双亲性润湿特征。阜宁... 为解决苏北陆相页岩油储层钻进过程中卡钻频发、成井难度大等技术难题,开展了地质特征和室内实验评价分析,结果表明苏北陆相阜宁组二段泥页岩黏土矿物含量高,以伊/蒙混层为主,具有一定的水化分散性能,并具有明显的双亲性润湿特征。阜宁组二段泥页岩层理性强,钻井液滤液在压差和自吸作用下沿地层微裂隙侵入地层,引起泥页岩的局部水化,产生水化膨胀压,导致大量微裂缝延伸扩展,岩石整体性破坏,力学参数显著劣化,致使井壁失稳。据此针对性地制定了强化抑制+高效封堵+润湿反转的井壁稳定控制技术对策,达到外防水侵、内控膨胀的井壁稳定效果,可为后期陆相页岩油气水平井施工提供参考和借鉴。 展开更多
关键词 陆相页岩油 井壁稳定 技术对策 封堵 抑制
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鄂尔多斯盆地西缘冲断带深井井壁稳定性研究 被引量:1
16
作者 王跃鹏 高永伟 杨赟 《科学技术与工程》 北大核心 2024年第16期6691-6700,共10页
鄂尔多斯盆地西缘冲断带深层页岩气井钻井工程中垮塌、漏失、卡钻等复杂情况频发。为保障安全高效钻井,降低勘探开发成本,早日实现该区深层海相页岩气资源的经济高效开发,基于地应力、岩石力学等室内物理实验,结合现场工程参数及塌漏信... 鄂尔多斯盆地西缘冲断带深层页岩气井钻井工程中垮塌、漏失、卡钻等复杂情况频发。为保障安全高效钻井,降低勘探开发成本,早日实现该区深层海相页岩气资源的经济高效开发,基于地应力、岩石力学等室内物理实验,结合现场工程参数及塌漏信息,考虑力学弱面影响,建立西缘冲断带深井全井段地层力学参数、全井段四压力剖面模型,评价不同岩性地层力学参数分布规律,揭示了西缘冲断带深井井壁坍塌、漏失等失稳机理。结果表明:羊虎沟组以上砂泥岩地层强度较低,为20~100 MPa,拉什仲组至桌子山组灰岩强度较高,超过100 MPa。较大的水平主应力差,发育的裂缝带、煤层是诱发井壁失稳的主要原因。建立的西缘冲断带深井岩石力学性能及四压力剖面预测,可为该地区井身结构优化设计,关键工程参数选取提供科学依据。 展开更多
关键词 鄂尔多斯盆地 西缘冲断带 深井 全井段地层 力学性能 井壁稳定
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塔西南高地应力地层井壁失稳特征及影响因素分析
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作者 李佳欣 陈勉 +4 位作者 夏阳 卢运虎 周波 张樱曦 项建 《东北石油大学学报》 北大核心 2025年第2期84-96,共13页
塔西南高地应力地层裂缝发育、破碎性强。为了准确反映高地应力地层井壁失稳规律,应用强度应力比判别塔西南高地应力地层,分析井壁失稳工程表现、黏土矿物特征、掉块形态及岩石力学特性;考虑高地应力地层非连续性,建立基于受力平衡的离... 塔西南高地应力地层裂缝发育、破碎性强。为了准确反映高地应力地层井壁失稳规律,应用强度应力比判别塔西南高地应力地层,分析井壁失稳工程表现、黏土矿物特征、掉块形态及岩石力学特性;考虑高地应力地层非连续性,建立基于受力平衡的离散构元井壁稳定模型,分析地应力、地应力差及钻井液滤失因数对井壁稳定性的影响。结果表明:当地层强度应力比小于2.5时,井壁失稳风险显著增加,工程表现为漏失与挂卡;较高的地应力或较大的水平地应力差导致安全钻井液密度区间缩小,增加井壁失稳风险。钻井液滤失因数每增加0.25,井壁失稳风险提高1.2倍。该结果为高地应力地层钻井液参数设计与井壁稳定性控制提供参考。 展开更多
关键词 高地应力地层 井壁稳定 坍塌压力 钻井液密度 塔西南
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超深井井壁稳定性分析 被引量:23
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作者 刘厚彬 孟英峰 +2 位作者 李皋 李维轩 王延民 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第4期67-69,共3页
超深井钻井过程中存在多套地层压力体系,井壁稳定性条件复杂,高温、高压、深部地层岩石可钻性差等难点。随着井深的增加,地层压力梯度急剧增加,需要较高密度的钻井液来平衡地层压力。超深井的裸眼井段较长,钻井液浸泡时间长,容易导致岩... 超深井钻井过程中存在多套地层压力体系,井壁稳定性条件复杂,高温、高压、深部地层岩石可钻性差等难点。随着井深的增加,地层压力梯度急剧增加,需要较高密度的钻井液来平衡地层压力。超深井的裸眼井段较长,钻井液浸泡时间长,容易导致岩石抗压强度软化,尤其一些泥岩层段,一旦被钻井液浸泡过后,井壁极易发生失稳。在超深井钻井过程中,不同的温度差异必然导致近井壁岩石应力分布发生改变,影响井壁稳定性。为此,提出分别利用地震、测井数据得到的坍塌破裂密度曲线来预测超深井井壁稳定性,所建立的计算模型应用于莫深1井的井壁稳定性分析,结果表明:预测情况与工程实际吻合。 展开更多
关键词 超深井 深井 钻井液 井壁稳定 泥页岩
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气体钻井井壁稳定性分析 被引量:24
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作者 邓虎 杨令瑞 +1 位作者 陈丽萍 杨玻 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第2期49-51,共3页
首先分析了用钻井液钻井时钻井液与地层的相互作用,并以多孔介质传导、吸附与扩散(水分子和水化离子)、双电层电场与电斥力为基础,建立起钻井液滤液在井周地层中的渗透运移规律和水化应力与地层强度随时间变化的规律,对地层应力应变状... 首先分析了用钻井液钻井时钻井液与地层的相互作用,并以多孔介质传导、吸附与扩散(水分子和水化离子)、双电层电场与电斥力为基础,建立起钻井液滤液在井周地层中的渗透运移规律和水化应力与地层强度随时间变化的规律,对地层应力应变状态受钻井液的影响进行定量化分析。并将用于校正后由测井资料得到的围岩强度性质及应力状态,从而得到气体钻井条件下井周地层的强度性质及应力状态。最后选择适当的强度准则,形成气体钻井井壁稳定性分析模型系统。以七里北1井的测井资料为基础,运用该模型系统分析了七北101井气体钻井井段的井壁稳定性,其结果与该井钻井实际情况一致,表明该模型系统是准确、可靠的。 展开更多
关键词 气体钻井 测井 地层应力 井壁稳定 强度
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硬脆性泥页岩斜井段井壁稳定力化耦合研究 被引量:50
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作者 温航 陈勉 +4 位作者 金衍 王凯 夏阳 董京楠 牛成成 《石油勘探与开发》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2014年第6期748-754,共7页
建立了考虑结构特点和弱面水化的硬脆性泥页岩斜井段井壁稳定力化耦合模型,利用模型分析了坍塌压力分布的影响因素,并进行了现场实例分析。基于硬脆性泥页岩理化性能特点,根据钻井液活度-岩石膨胀率、岩石活度-吸水量等关系,给出了钻井... 建立了考虑结构特点和弱面水化的硬脆性泥页岩斜井段井壁稳定力化耦合模型,利用模型分析了坍塌压力分布的影响因素,并进行了现场实例分析。基于硬脆性泥页岩理化性能特点,根据钻井液活度-岩石膨胀率、岩石活度-吸水量等关系,给出了钻井液活度窗口,进而确定岩石临界膨胀率及合理吸水量,并给出了坍塌压力的计算方法。分析发现:弱面倾角固定时,随着弱面倾向的变化,坍塌压力呈四分之一对称分布,且不存在坍塌压力单调递增或单调递减的井斜方位,危险区域和安全区域交替出现;与弱面黏聚力相比,弱面内摩擦角的水化程度对坍塌压力分布的影响更大。现场实例分析结果表明:利用提出的力化耦合模型可以准确地预测坍塌压力分布,只要将钻井液活度控制在活度窗口内,就能保证井壁稳定并降低钻井液密度。 展开更多
关键词 硬脆性泥页岩 钻井液活度 井壁稳定 力化耦合 大斜度井 坍塌压力
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