【摘 要】
：
煤岩体内部裂隙结构发育,钻井过程中互相交叉、互相作用的裂隙系统影响了煤层的井壁稳定性.建立煤储层井壁稳定预测模型之前,必须明确煤层强度、钻井液渗流和裂隙的几何结构特征与分布规律的联系.本文分析了煤储层类型并提出了对应的分析方法,研究结果表明,原生结构煤储层中井眼尺寸与裂隙相比足够小,化学作用可以忽略不计,渗流作用不强,可视为等效连续介质,采用弹性或弹塑性方法即可满足井壁稳定分析;碎粒煤储层和糜棱煤
【机 构】
：
中国石油集团钻井工程技术研究院;油气钻井技术国家工程实验室 中国石油渤海钻探工程有限公司
【出 处】
：
2014年油气钻井基础理论研究与前沿技术开发新进展学术研讨会
论文部分内容阅读
煤岩体内部裂隙结构发育,钻井过程中互相交叉、互相作用的裂隙系统影响了煤层的井壁稳定性.建立煤储层井壁稳定预测模型之前,必须明确煤层强度、钻井液渗流和裂隙的几何结构特征与分布规律的联系.本文分析了煤储层类型并提出了对应的分析方法,研究结果表明,原生结构煤储层中井眼尺寸与裂隙相比足够小,化学作用可以忽略不计,渗流作用不强,可视为等效连续介质,采用弹性或弹塑性方法即可满足井壁稳定分析;碎粒煤储层和糜棱煤储层中井眼周围的岩体高度破碎,特征单元体小于井眼尺寸,渗流作用较强,也可视为等效连续介质,采用孔隙弹性或孔隙弹塑性方法分析即可.碎裂煤储层的不连续性、非均质性、各向异性和渗透性——使井壁稳定性研究异常复杂.复杂的力学、水力学耦合问题没有解析解,必须数值求解.
其他文献
实现井下过程的实时监测和智能化控制是现代油气工程技术的发展趋势.利用声波作为信息载波,钻柱作为信道传输井下信息的方法是突破上述发展瓶颈的重要研究热点之一.针对声信号在钻柱中传播、接收和识别过程中的声传输信号特性选择、声设备设计、声传输技术传输能力评价等关键问题开展了研究.结果表明:600～700Hz声波能够满足最钻信息声传输技术的需要;优化后的声发射及接收方式能够提高声的发射和接收效果,有利于声信
2009年四川长宁—威远第一口页岩气井的开钻,正式拉开了我国页岩气资源开发的序幕,通过近年来的探索试验,实现了页岩气一些单项技术的突破,钻成的一批先导试验井揭示了页岩气良好的勘探开发前景,但同时也暴露出作业成本高这一亟待解决的问题.页岩气资源利用归根到底是效益开发的问题,利用有效的钻完井技术,减少非生产时间,提高效率,缩短作业周期,降低作业成本显得非常重要,为此国外开发者把工厂的概念引入到页岩气开
页岩气水平井优快钻井、体积改造效果均与页岩岩石力学特性密切相关,国内含气页岩岩石力学特性研究相对滞后,针对蜀南龙马溪组含气页岩野外露头进行不同方向钻井取心,通过声波和岩石力学实验获得页岩各向异性动静态力学参数,结果表明0°取心方向泊松比最大,弹性模量适中,单轴强度最小,沿层理劈裂破坏;相对层理45°取心方向单轴强度最大,泊松比适中,弹性模量最小,发生剪切破坏;90°取心方向弹性模量最大,单轴强度适
吉4H井是一口致密砂岩重点攻关井,采用套管滑套注水泥完井.该井完钻井深5350m,水平位移1005m,固井主要难点是保证水平井顶替效率和保持压裂条件下水泥环密封完整性.结合地质及工程特点,针对φ114.3mm油层套管固井技术难点,从地层完整性试验、井眼准备、扶正器方案设计、水泥环力学分析、水泥浆体系优选、流变性设计和顶替方案优化等环节采取了一系列技术措施并成功应用.现场固井施工结果与压裂作业表明固
固井水泥环作为井筒完整性第一道安全屏障,其质量严重影响气井的后期开采,其长期处于三轴复杂应力状态下工作.本文通过三轴实验发现:油井水泥石是一种压敏材料,围压作用能大幅提高水泥石的形变量,能大幅提高水泥石的强度.为准确描述水泥石在三轴作用下的特殊力学行为,本文提出了一种数学分析模型,该模型基于Weibull统计理论,从弹塑性损伤失效的角度出发,利用Mohr-Coulomb准则建立起细观与宏观的桥梁,
页岩层段井壁失稳问题是钻井工程中的难点之一,国内外学者在研究钻井液与页岩之间的化学势差和水化膨胀作用方面做了大量工作.但是,基于页岩本身结构特征,由于井下压力环境引起的页岩层膨胀应变规律则研究较少.为此,通过模拟井下压力环境,测量不同压力势差下垂直于页岩层理面和平行于页岩层理面方向应变的变化规律.结果表明,井底压力环境下页岩膨胀应变数值极小且存在明显的各向异性;页岩自身的层理结构特征,是不含膨胀类
煤岩割理、裂隙发育,胶结较弱,强度低,脆性大,在钻井过程中钻头机械碰撞等原因容易造成井壁部分崩落,井眼形状偏离理想的圆形,按照圆形井眼计算井周应力分布可能带来一定的误差.本文将真实井眼近似为椭圆形状,对井壁应力分布进行了计算,结合摩尔库伦准则预测井壁坍塌压力.以山西沁水盆地5＃煤储层为例进行了直井井壁坍塌失稳特性研究,结果表明与圆形井眼相比椭圆形井眼坍塌压力更高,且在一定范围内随着椭圆度的增大而进
目前,水力压裂起裂压力的预测模型未同时考虑套管和水泥环造成的影响.首先本文建立了同时考虑套管和水泥环时的井周应力分布模型,并通过解析和数值解对比,发现两者之间误差较小,在此基础上,利用罗天雨提出的射孔孔眼孔边应力模型,对起裂压力进行了计算,研究发现:相比于只考虑套管的影响,同时考虑套管和水泥环时的起裂压力也非常精确.
分支井技术可以实现一个井眼同时开发多个目标层位,显著增加裂缝钻遇率和泄油气面积,提高单并控制储量,在常规油气开发中呈现了良好的少井高产效果.页岩气开发需要借助于较大的井筒裸露面积和分段压裂改造手段提高单井产量和采收率.如果能将分支井及配套压裂技术应用到页岩气的开发,必将有利于降低吨油气成本.本文针对页岩气开发的特点,分析了页岩气实施分支井压裂的基本思路和研究发展方向.现场实践表明，分支井结合压裂技
四川盆地及周缘地区前期页岩气资源评价表明,深层页岩气具有良好的勘探开发潜力.在国内焦石坝、彭水等区块中深层页岩气储层自主化压裂改造经验总结的基础上,针对川东南丁山构造下志留统龙马溪组深层页岩气储层开展了大规模压裂改造现场试验.基于深层页岩气储层特征及可压性综合评价,提出了压裂改造难点和技术对策;结合页岩压裂机理及网络裂缝形成机制,分别开展了分段分簇优化、射孔参数优化、施工参数优化及泵注方案优化研究