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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：47
1
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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页岩层理对水平井井壁稳定的影响 被引量：36
2
作者 马天寿 陈平 《西南石油大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2014年第5期97-104,共8页
中国南方海相页岩气区硬脆性页岩储层层理/裂缝发育,层理性页岩水平井钻井井壁坍塌问题已严重制约页岩气勘探开发进程。为此,以线弹性井壁稳定力学模型和单一弱面强度理论为基础,建立了考虑页岩层理产状、层理弱面强度、岩石强度、水平... 中国南方海相页岩气区硬脆性页岩储层层理/裂缝发育,层理性页岩水平井钻井井壁坍塌问题已严重制约页岩气勘探开发进程。为此,以线弹性井壁稳定力学模型和单一弱面强度理论为基础,建立了考虑页岩层理产状、层理弱面强度、岩石强度、水平井方位、强度弱化(含水量)等因素影响的层理性页岩水平井井壁稳定模型。在此基础上定量分析了层理产状和含水量对水平井井壁坍塌压力的影响。结果表明:坍塌压力与层理面产状、井眼方位关系密切,地层倾角0°<θDIP<15°、75°<θDIP<90°时有利于水平井井壁稳定;页岩层理弱化是导致井壁坍塌失稳的重要原因,无论层理产状如何变化,随着层理含水量的增加,井壁坍塌压力迅速增加,坍塌压力增量约为4.30～22.62MPa,含水量20%时坍塌压力增幅可达100%。 展开更多
关键词 页岩气 层理 水平井 井壁稳定 弱面 坍塌压力
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含多组弱面的页岩水平井坍塌失稳预测模型 被引量：26
3
作者 陈平 马天寿 夏宏泉 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第12期87-93,共7页
目前,水平井穿越长段硬脆性页岩储层过程中的井壁坍塌失稳问题很突出。为此,结合页岩露头、岩心、SEM和FMI资料分析了弱面的产状特征,基于弱面强度理论,建立了含多组弱面页岩的强度分析方法,对均匀分布多组弱面页岩的强度特征进行分析,... 目前,水平井穿越长段硬脆性页岩储层过程中的井壁坍塌失稳问题很突出。为此,结合页岩露头、岩心、SEM和FMI资料分析了弱面的产状特征,基于弱面强度理论,建立了含多组弱面页岩的强度分析方法,对均匀分布多组弱面页岩的强度特征进行分析,再综合考虑各组弱面产状、井壁应力状态、井眼方位、原地应力方位等因素,最终建立起了含多组弱面页岩水平井坍塌失稳预测模型,并以川南地区某页岩气水平井开展了实例分析。结果表明,页岩中层理和构造缝之间的交角较大(接近正交);随着页岩岩体中弱面数量的增加,岩体强度大幅度下降,强度受弱面控制作用越显著,当含有4组以上弱面时,强度趋于各向同性,且整体强度大大削弱,使井壁坍塌失稳风险显著增加;随着弱面数量的增加,维持水平井井眼稳定所需的钻井液密度(坍塌压力当量密度)也逐渐增加,不含弱面时坍塌压力当量密度为1.04g/cm3,含1组弱面时坍塌压力当量密度为1.55g/cm3,含2组弱面时坍塌压力当量密度为1.84g/cm3。实例水平井计算结果与实际情况吻合较好,较之传统模型更加准确、实用,有效提高了页岩水平井井壁坍塌压力预测的精度。 展开更多
关键词 页岩气 水平井 层理 井壁稳定 弱面 坍塌压力 四川盆地 南
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层理性页岩水平井井壁稳定性分析 被引量：26
4
作者 马天寿 陈平 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第4期1375-1383,共9页
基于孔隙弹性力学和单结构面强度理论,建立层理性页岩水平井井壁稳定力学分析模型,分析层理面产状（走向、倾角）、井眼轨迹（井眼方位）和层理面强度弱化对水平井井壁稳定的影响。研究结果表明：页岩层理面产状和层理面强度弱化是导致... 基于孔隙弹性力学和单结构面强度理论,建立层理性页岩水平井井壁稳定力学分析模型,分析层理面产状（走向、倾角）、井眼轨迹（井眼方位）和层理面强度弱化对水平井井壁稳定的影响。研究结果表明：页岩层理面产状和层理面强度弱化是导致水平井井壁坍塌失稳的主要因素;层理面倾角为0°-30°时,沿着任何方位钻水平井的井壁稳定性都比较差,而层理面倾角为30°-90°时,沿特定方位钻水平井的井壁稳定性却比较好的,这便为井眼钻进方位的优化设计提供重要依据;层理面强度弱化的影响可以比层理面产状的影响更大,不同产状下坍塌压力差异可达0.45 g/cm^3,而层理面强度弱化导致的井壁坍塌压力可增加约0.54 g/cm^3;钻井液在渗透作用下沿层理面侵入地层,导致层理面黏聚力和内摩擦角降低,使井壁岩石更容易沿层理产生滑移,从而加剧井壁坍塌失稳的风险。最后,采用该模型在四川东南部威远构造第一口页岩气水平井W201-H1井进行了验证,井壁坍塌压力分析结果与实际情况吻合良好。 展开更多
关键词 页岩气 水平井 层理 井壁稳定 弱面 坍塌压力
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硬脆性泥页岩井壁稳定渗流-力化耦合研究 被引量：25
5
作者 梁利喜 丁乙 +1 位作者 刘向君 许丽 《特种油气藏》 CAS CSCD 北大核心 2016年第2期140-143,158,共4页
硬脆性泥页岩发育弱面结构且具有水化特性,易造成钻井过程中井壁失稳问题。在室内定量分析了钻井液对岩石弱面强度、基体强度、孔隙空间的影响程度。基于实验结果,利用线弹性理论和单一弱面准则,建立了考虑弱面结构、水化和渗流作用的渗... 硬脆性泥页岩发育弱面结构且具有水化特性,易造成钻井过程中井壁失稳问题。在室内定量分析了钻井液对岩石弱面强度、基体强度、孔隙空间的影响程度。基于实验结果,利用线弹性理论和单一弱面准则,建立了考虑弱面结构、水化和渗流作用的渗流-力化耦合井壁稳定模型。实例计算表明:弱面结构的存在使得坍塌压力上升;弱面结构产状变化,造成坍塌压力分布复杂,不再存在单调变化的井斜方位;渗流应力变化对钻井初期坍塌压力影响较小,但在后期影响明显。该模型能准确地计算硬脆性泥页岩地层坍塌压力,对钻井工程有一定指导意义。 展开更多
关键词 硬脆性泥页岩 井壁稳定 坍塌压力 力化耦合 渗流应力
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井壁稳定地质力学分析 被引量：17
6
作者 王桂华 徐同台 《钻采工艺》 CAS 北大核心 2005年第2期7-10,共4页
系统分析了各种地质力学参数、井眼剖面参数对安全钻井液密度窗口的影响规律,这些参数有井斜角、方位角、原地应力状态、抗拉强度、抗剪强度、地层孔隙压力、有效应力系数和钻井液液柱压力对地层强度的影响等。同时研究了各参数定量变... 系统分析了各种地质力学参数、井眼剖面参数对安全钻井液密度窗口的影响规律,这些参数有井斜角、方位角、原地应力状态、抗拉强度、抗剪强度、地层孔隙压力、有效应力系数和钻井液液柱压力对地层强度的影响等。同时研究了各参数定量变化对安全钻井液密度窗口影响的敏感性,为提高地层三个压力剖面预测精度进一步开展工作指明了方向。 展开更多
关键词 井壁稳定 多孔介质弹性力学 原地应力状态 安全钻井液密度窗口 坍塌压力 破裂压力
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钻井液处理剂及体系对泥页岩坍塌压力的影响研究 被引量：22
7
作者 梁大川 罗平亚 +1 位作者 刘向君 刘洪 《钻采工艺》 CAS 北大核心 2011年第2期83-85,118,共3页
水基钻井液通常使泥页岩坍塌压力增加,研究钻井液及处理剂体系对地层坍塌压力的影响有助于研究优选防塌钻井液处理剂及体系。介绍了通过岩心力学性能测试分析计算地层坍塌压力的方法,研究了部分处理剂对地层坍塌压力的影响,认为增强抑... 水基钻井液通常使泥页岩坍塌压力增加,研究钻井液及处理剂体系对地层坍塌压力的影响有助于研究优选防塌钻井液处理剂及体系。介绍了通过岩心力学性能测试分析计算地层坍塌压力的方法,研究了部分处理剂对地层坍塌压力的影响,认为增强抑制和封堵能力可降低地层坍塌压力。文中提出的钻井液处理剂及体系对泥页岩坍塌压力影响的研究方法是切实可行的,可用来优选研究防塌钻井液处理剂、优选防塌钻井液体系、确定合理的防塌钻井液密度。研究表明,在聚合物或聚磺钻井液中加入抑制剂(如KCl)和粒度及软化点适当的封堵材料可降低地层的坍塌压力。 展开更多
关键词 泥页岩 坍塌压力 钻井液 井壁稳定 应力应变
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钻井液浸泡对库车组泥岩强度的影响及应用研究 被引量：21
8
作者 刘向君 刘洪 +2 位作者 罗平亚 梁大川 黄进军 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第A02期3920-3925,共6页
通过岩石三轴抗压实验研究包含在用钻井液体系在内的多套钻井液体系对库车组泥岩强度特性的影响。在已有钻井液性能评价方法的基础上,结合泥岩受不同钻井液体系浸泡24h后所表现出的应力-应变规律及浸泡前后岩石力学性能、岩石变形和破... 通过岩石三轴抗压实验研究包含在用钻井液体系在内的多套钻井液体系对库车组泥岩强度特性的影响。在已有钻井液性能评价方法的基础上,结合泥岩受不同钻井液体系浸泡24h后所表现出的应力-应变规律及浸泡前后岩石力学性能、岩石变形和破坏规律,对现用钻井液体系进行筛选和优化研究,获得对该泥岩地层具有更好稳定作用的钻井液体系;通过对不同钻井液体系浸泡前后岩石的强度测试结果,计算分析不同体系下的地层坍塌压力变化,成果应用到现场钻井,稳定井壁及提速效果显著。研究表明:通过优化钻井液体系可以调整和改变泥岩地层的强度特性,最佳状态下的钻井液应该使泥岩浸泡前后表现出基本相同的应力-应变规律;在现有钻井液评价技术中引入岩石强度特性研究成果,不仅将泥岩与钻井液的化学力学耦合作用主动地引到钻井液体系的优化设计当中,而且为从源头上遏制钻井液与目标泥岩地层之间可能出现的化学力学耦合作用对泥岩地层井壁稳定带来的不确定影响奠定了理论基础和方法基础;把钻井液体系设计与优化和井壁力学稳定性相结合,为获得钻井目标泥岩地层坍塌压力,实现低密度钻井液安全、高效钻井奠定了基础;泥岩与不同钻井液体系接触后表现出的变形破坏规律是泥岩地层钻井液稳定井壁性能优化的重要依据,根据泥岩浸泡前后应力-应变特征的研究可以实现对钻井液性能的评价和优选。 展开更多
关键词 岩石力学 泥岩 强度特性 坍塌压力 钻井液 钻井提速
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力化耦合作用下的层理性页岩气水平井井壁失稳研究 被引量：22
9
作者 邓媛 何世明 +3 位作者 邓祥华 彭远春 何世云 汤明 《石油钻探技术》 CAS CSCD 北大核心 2020年第1期26-33,共8页
针对现有页岩气水平井井壁稳定力化耦合分析大都仅考虑水化作用对岩石强度的影响,鲜有考虑水化应力应变影响的情况,以弹性力学和岩石力学等理论为基础,同时考虑水化作用对岩石力学参数的弱化效应和附加水化应力,建立了力化耦合作用下层... 针对现有页岩气水平井井壁稳定力化耦合分析大都仅考虑水化作用对岩石强度的影响,鲜有考虑水化应力应变影响的情况,以弹性力学和岩石力学等理论为基础,同时考虑水化作用对岩石力学参数的弱化效应和附加水化应力,建立了力化耦合作用下层理性页岩气水平井井壁坍塌压力预测模型,研究了层理性页岩气水平井井壁失稳机理,分析了影响井壁稳定的因素及影响规律。研究结果表明:存在层理面时,会使坍塌压力大幅升高;沿层理面方位钻进,井壁稳定性最好;当水化时间一定时,坍塌压力随距井壁径向距离增加而降低,水化时间越长,近井壁处易坍塌区域越大;考虑水化应力影响后坍塌压力会大幅升高,在设计钻井液密度时,不能忽略水化应力的影响。研究成果丰富了页岩气水平井井壁失稳理论,对层理性页岩气水平井钻井设计具有指导作用。 展开更多
关键词 页岩气 水平井 水化作用 层理面 井眼稳定 坍塌压力
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井壁稳定技术在涠洲11-1油田的应用 被引量：22
10
作者 李炎军 萧林 黄熠 《石油钻采工艺》 CAS CSCD 北大核心 2007年第6期19-21,共3页
涠洲11-1油田地处南海西部北部湾盆地,该油田在钻井过程中极易发生井壁失稳问题,给钻井工程带来很大的风险,因此针对该油田进行井壁稳定机理研究显得十分必要。借助涠西南油田群井壁稳定性研究的成果,系统综述了与涠洲11-1油田有关的井... 涠洲11-1油田地处南海西部北部湾盆地,该油田在钻井过程中极易发生井壁失稳问题,给钻井工程带来很大的风险,因此针对该油田进行井壁稳定机理研究显得十分必要。借助涠西南油田群井壁稳定性研究的成果,系统综述了与涠洲11-1油田有关的井壁稳定性机理及一些具体结论,包括微裂缝状况、地应力大小和方向、沿井眼轨迹的地层坍塌压力剖面,并提出了相应的实用技术对策,主要有确定合理的安全钻井液密度、强力防塌油基钻井液的应用、优化井眼轨迹及降低裸眼井段暴露时间等。将这些技术应用于涠洲11-1油田复杂地层的钻进过程中,实践证明取得了较好效果,涠洲11-1油田未出现因井壁失稳问题导致井下复杂情况或事故。 展开更多
关键词 井壁稳定 坍塌压力 地应力 油基钻井液 井眼轨迹
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层理页岩水平井井周剪切失稳区域预测方法 被引量：22
11
作者 马天寿 陈平 《石油钻探技术》 CAS CSCD 北大核心 2014年第5期26-36,共11页
为了揭示层理页岩强度各向异性对水平井井周剪切失稳的影响规律,基于直剪试验研究了川南龙马溪组页岩的强度各向异性特征,并与国外典型层理页岩进行了对比;建立了层理页岩井周坐标转换关系模型,结合井周应力弹性解、Mohr-Coulomb弱面强... 为了揭示层理页岩强度各向异性对水平井井周剪切失稳的影响规律,基于直剪试验研究了川南龙马溪组页岩的强度各向异性特征,并与国外典型层理页岩进行了对比;建立了层理页岩井周坐标转换关系模型,结合井周应力弹性解、Mohr-Coulomb弱面强度理论、Mohr-Coulomb准则,建立了层理页岩地层井周剪切失稳区域预测方法;分析了钻进方位对井周剪切失稳区域分布规律的影响。结果表明:弱面与本体强度参数基本呈线性关系,本体内聚力约为弱面内聚力的2.10倍,本体内摩擦角约为弱面内摩擦角的1.20倍,其中川南龙马溪组页岩强度各向异性特征更加显著;考虑层理等弱面影响计算出的失稳区域的形状不是传统的"狗耳朵"形状,而是近似于长方形,这种形状与典型的物模试验结果基本吻合;若页岩地层中存在显著的层理,则井周地层更容易沿弱面剪切滑动,导致水平井坍塌失稳的风险显著增大。利用该方法可以分别计算出井周地层沿弱面剪切、本体剪切和全部剪切的失稳区域分布,为层理发育地层井眼稳定分析、成像测井反演地应力方位等研究提供基础理论支撑。 展开更多
关键词 页岩气 水平井 层理 井壁稳定 弱面 坍塌压力
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深水钻井井壁稳定性评估技术及其应用 被引量：20
12
作者 蔚宝华 闫传梁 +3 位作者 邓金根 刘书杰 谭强 肖坤 《石油钻采工艺》 CAS CSCD 北大核心 2011年第6期1-4,共4页
深水地层上覆岩层压力低,井眼破裂压力低,安全钻井液密度窗口窄,易发生井壁失稳,因此,准确评估安全钻井液密度窗口对深水钻井十分必要。深水地层井壁稳定性研究难点在于准确评估上覆岩层压力与建立浅层井眼坍塌压力和破裂压力计算模型,... 深水地层上覆岩层压力低,井眼破裂压力低,安全钻井液密度窗口窄,易发生井壁失稳,因此,准确评估安全钻井液密度窗口对深水钻井十分必要。深水地层井壁稳定性研究难点在于准确评估上覆岩层压力与建立浅层井眼坍塌压力和破裂压力计算模型,针对国外现有模型中对深水地层密度评估存在偏差的问题,从深水地层特性出发,认为深水浅层和深层处于不同的成岩阶段,应采用不同的模型进行密度评估;针对深、浅层井周应力状态的差异,分别对深水浅层和深水深层的井壁稳定性进行研究,得出了安全钻井液密度窗口计算的分段模型。利用该模型对南海某深水气田的安全钻井液密度窗口进行了评估,评估结果与实钻情况吻合,表明该模型准确、可靠,为深水钻井液密度设计提供了重要依据。 展开更多
关键词 深水 井壁稳定 上覆岩层压力 破裂压力 坍塌压力
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非连续介质力学模型预测煤层井眼稳定性 被引量：20
13
作者 陈勉 赵海峰 +2 位作者 金衍 丁云宏 王永辉 《石油学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第1期145-150,共6页
煤层为割理、裂缝发育的非连续介质,井壁失稳是煤层气钻井难题之一,目前利用连续介质力学模型预测钻井液安全密度窗口,实际应用效果较差。为此,针对煤层为非连续介质的特点,基于非连续介质力学方法建立了煤层坍塌压力的离散构元模型,进... 煤层为割理、裂缝发育的非连续介质,井壁失稳是煤层气钻井难题之一,目前利用连续介质力学模型预测钻井液安全密度窗口,实际应用效果较差。为此,针对煤层为非连续介质的特点,基于非连续介质力学方法建立了煤层坍塌压力的离散构元模型,进而推导出用地应力、割理间距、割理倾角、井眼尺寸、面割理黏聚力和面割理摩擦角等弱面参数表达的坍塌压力、破裂压力非连续煤层数学方程,并定义了方程中与井眼液柱压力、坍塌压力相关的井壁稳定系数。分析表明,井壁稳定系数为正时,可以采用提高液柱压力稳定井壁;否则,不可单一采用提高液柱压力稳定井壁,还需要提高地层的承压能力。另外,坍塌位置对井眼尺寸较敏感,而坍塌压力受井眼尺寸影响较小。 展开更多
关键词 煤层 井壁稳定 构元模型 坍塌压力 尺寸效应
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基于可靠度理论的斜井井壁失稳风险评价方法 被引量：19
14
作者 马天寿 张赟 +2 位作者 邱艺 刘阳 陈平 《石油学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第11期1486-1498,共13页
由于地质环境的隐蔽性和复杂性,地质力学参数和岩石力学参数具有很大的不确定性,井壁稳定分析中忽略不确定的影响可能导致钻井液密度设计不合理,进而直接影响钻井井壁稳定。国内外学者对确定参数条件下的井壁稳定开展了深入的研究,但对... 由于地质环境的隐蔽性和复杂性,地质力学参数和岩石力学参数具有很大的不确定性,井壁稳定分析中忽略不确定的影响可能导致钻井液密度设计不合理,进而直接影响钻井井壁稳定。国内外学者对确定参数条件下的井壁稳定开展了深入的研究,但对不确定参数条件下井壁稳定影响的研究并不深入,尤其是对于任意斜井失稳风险的评价。为此,在井壁稳定孔弹性力学模型和崩落宽度模型基础上,建立了基于可靠度理论的井壁失稳风险评估方法,采用Monte-Carlo随机方法模拟了四川盆地CW气田直井、斜井和水平井的井壁失稳风险,并系统分析了参数均值和方差对井壁失稳的影响规律。研究结果表明:(1)随着井斜角增加,井壁坍塌当量密度显著增加,井壁破裂当量密度显著降低,不同井型失稳风险与常规井壁稳定规律基本一致。(2)考虑参数不确定影响后,坍塌当量密度增加、破裂当量密度降低,安全密度窗口逐渐变窄,说明参数不确定影响不可忽略。(3)崩落宽度对井壁坍塌影响显著,崩落宽度越大则井壁坍塌可靠度越高,在不发生井壁失稳事故的前提下,允许适当的井壁崩落有助于提高成功钻井概率。(4)参数均值和变异系数敏感性分析结果表明,影响井壁稳定最为显著的因素为地应力,其次为孔隙压力和岩石强度;随着变异系数的增加,坍塌当量密度逐渐增加、破裂当量密度逐渐降低,安全密度窗口逐渐变窄,井壁失稳的风险越高。 展开更多
关键词 可靠度理论 风险评估 井壁稳定 坍塌压力 破裂压力 MONTE-CARLO方法
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各向异性地层定向井井壁坍塌压力计算方法 被引量：17
15
作者 谭强 邓金根 +3 位作者 张勇 黄熠 蔚宝华 陈永浩 《断块油气田》 CAS 北大核心 2010年第5期608-610,共3页
层理性地层的力学性质和强度特征具有各向异性,受层理弱面的影响,钻井过程中容易发生井壁失稳的问题。各向异性地层中的井壁坍塌压力分析方法与普通完整性地层不同,强度准则应选用弱面破坏准则,并且层理面的存在也对井眼周围应力分布产... 层理性地层的力学性质和强度特征具有各向异性,受层理弱面的影响,钻井过程中容易发生井壁失稳的问题。各向异性地层中的井壁坍塌压力分析方法与普通完整性地层不同,强度准则应选用弱面破坏准则,并且层理面的存在也对井眼周围应力分布产生影响。对于各向异性地层中定向井钻进时井壁稳定的分析,需采用有限元等方法进行数值求解。某油田层理性泥页岩地层中不同井斜角和方位角条件下井壁坍塌压力的计算结果表明:定向井钻井中存在最佳钻入角,解决这类地层的井壁失稳问题主要应从控制井斜角和钻井方位入手,避免在井壁坍塌压力较高的井斜和方位范围内钻进定向井。 展开更多
关键词 各向异性地层 坍塌压力 定向井 钻井液密度
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深海管道非线性屈曲理论计算方法 被引量：17
16
作者 余建星 李智博 +3 位作者 杜尊峰 傅明炀 卞雪航 杨源 《海洋工程》 CSCD 北大核心 2013年第1期54-60,共7页
针对深海管道在侧向静水压条件下发生局部屈曲压溃的情况,研究了关于管道前屈曲阶段变形响应和压溃压力的计算方法。假定管道前屈曲阶段发生沿轴向均匀一致的椭圆度变形,建立基于圆环的力学模型,考虑几何大变形和材料的弹塑性本构关系,... 针对深海管道在侧向静水压条件下发生局部屈曲压溃的情况,研究了关于管道前屈曲阶段变形响应和压溃压力的计算方法。假定管道前屈曲阶段发生沿轴向均匀一致的椭圆度变形,建立基于圆环的力学模型,考虑几何大变形和材料的弹塑性本构关系,利用虚功原理建立平衡方程。通过选用合适的位移离散函数对方程组数值离散,并利用牛顿法进行数值求解,得到含椭圆度缺陷的管道截面的变形响应和压溃压力。通过试验、有限元分析和规范对理论计算结果进行了对比验证,证明该方法精度可靠,与事实吻合。最后,计算了初始椭圆度缺陷对不同径厚比管道的压溃压力的影响。 展开更多
关键词 深海管道 压溃压力 非线性屈曲 初始椭圆度
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高强度连续管 被引量：16
17
作者 毕宗岳 付宏强 《焊管》 2007年第6期85-89,共5页
连续管强度级别的提高有利有弊。一方面由于其拉伸载荷极限、抗扭极限、爆破极限以及挤裂极限的增加,使得连续管可以在更高压力、更大长度范围内应用;另一方面,随着强度级别的提高,其塑性、韧性降低,并且对环境裂纹的敏感性也在增强。... 连续管强度级别的提高有利有弊。一方面由于其拉伸载荷极限、抗扭极限、爆破极限以及挤裂极限的增加,使得连续管可以在更高压力、更大长度范围内应用;另一方面,随着强度级别的提高,其塑性、韧性降低,并且对环境裂纹的敏感性也在增强。初步试验结果表明,对于屈服强度分别为690MPa(100 ksi)和758MPa(110 ksi)的新一代高强度连续管,其商业可适用的最小屈服强度级别为620MPa(90 ksi)。 展开更多
关键词 连续管 爆破压力 挤毁压力 高强度低合金钢(HSLA) 力学性能 抗疲劳性能 硫化物应力腐蚀(SSC)
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基于直剪试验的页岩水化作用的强度弱化规律 被引量：16
18
作者 袁和义 陈平 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第11期71-77,共7页
随着页岩气资源的不断开发,水平井段的硬脆性页岩井壁失稳问题也越来越突出。为此,通过对水基、油基钻井液浸泡后的页岩岩样直剪试验,并结合单组弱面强度理论,分析了内聚力和内摩擦角对页岩强度的影响规律以及不同钻井液浸泡后的页岩强... 随着页岩气资源的不断开发,水平井段的硬脆性页岩井壁失稳问题也越来越突出。为此,通过对水基、油基钻井液浸泡后的页岩岩样直剪试验,并结合单组弱面强度理论,分析了内聚力和内摩擦角对页岩强度的影响规律以及不同钻井液浸泡后的页岩强度弱化规律。对试验数据的分析结果表明:①水基、油基钻井液浸泡后内聚力和内摩擦角均下降,其垂直层理面方向的内摩擦角和内聚力均高于平行层理面方向;②页岩强度随钻井液浸泡时长增加而降低,受水化作用影响层理面导致强度降低,微裂缝表现为更易扩展,页岩容易产生破坏;③内聚力控制页岩强度大小,内摩擦角控制页岩沿弱面破坏的范围;④水基钻井液对页岩影响较为明显,页岩受其浸泡后强度下降较快,并随浸泡时间增加页岩强度持续下降,同时沿弱面破坏的角度限明显增大,油基钻井液能较好地保持岩样强度水平。最后,以四川盆地志留系龙马溪组M气藏为例,通过水平井段坍塌压力的计算,认识到水基钻井液基本不能满足钻井要求,而应采用油基钻井液且优先考虑沿最小水平地应力方向钻进。 展开更多
关键词 页岩 直剪试验 水化作用 弱面 岩石强度 坍塌压力 四川盆地 志留纪 水基钻井液 油基钻井液
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深水油气田钻井安全密度窗口计算方法 被引量：14
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作者 谭强 蔚宝华 +2 位作者 邓金根 闫传梁 赵凯 《石油天然气学报》 CAS CSCD 2012年第10期98-100,104,共4页
近年来深水油气勘探发展迅速,与陆上及浅海区域的钻井相比,深水上覆岩层压力较低,容易发生漏失。另外,深水浅层泥页岩也容易发生水化坍塌。因此,深水钻井中要求提供更精确的安全密度窗口,以防止发生复杂事故。通过借鉴陆上与浅海地区钻... 近年来深水油气勘探发展迅速,与陆上及浅海区域的钻井相比,深水上覆岩层压力较低,容易发生漏失。另外,深水浅层泥页岩也容易发生水化坍塌。因此,深水钻井中要求提供更精确的安全密度窗口,以防止发生复杂事故。通过借鉴陆上与浅海地区钻井中的井壁稳定性分析方法,结合深水钻井自身特点,得出了深水钻井安全密度窗口计算方法,其中上覆岩层压力利用密度积分方法计算,孔隙压力可以利用测井数据根据Eaton法进行计算。针对深水浅部地层的特殊性,建立了塑性区半径评价法用于浅部地层坍塌压力计算,并且认为深水钻井中漏失压力等于水平最小主应力,钻井中将漏失压力作为允许使用钻井液密度的上限。根据上述计算方法可以得出深水钻井的安全密度窗口,为钻井工程提供参考。 展开更多
关键词 深水钻井 孔隙压力 坍塌压力 漏失压力
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复杂构造非常规油气水平井钻井工艺研究 被引量：15
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作者 袁俊亮 周建良 +2 位作者 吴旭东 赵靖影 朱宗斌 《非常规油气》 2019年第4期88-93,共6页
复杂构造的地质条件通常对钻井工程时效和安全带来极大挑战,如W201-H1水平井钻井时效偏低,处理复杂情况占用时间达64%。通过对工程资料的总结以及文献调研,分析了表层井漏与储层段阻卡等复杂情况,分析高碳页岩的强度各向异性及区域性的... 复杂构造的地质条件通常对钻井工程时效和安全带来极大挑战,如W201-H1水平井钻井时效偏低,处理复杂情况占用时间达64%。通过对工程资料的总结以及文献调研,分析了表层井漏与储层段阻卡等复杂情况,分析高碳页岩的强度各向异性及区域性的强构造应力是造成井壁失稳和降低钻井时效的主要机理。推荐进入龙马溪组组水平段后及时提高油基钻井液密度不低于1.58g/cm^3;调整钻井液活度使之略低于原始地层水活度保证抑制性;从碱度、乳化剂用量、固控效率入手,控制钻井液PV在55~64MPa·s之间,以保证携岩清洁效果;添加粒度匹配的超细碳酸钙与可变形封堵材料,保持API滤失量在0.1ml以下,HTHP滤失量在1ml以下,封堵地层天然裂缝。以上成果认识对复杂构造下非常规油气水平井钻探具有一定指导意义。 展开更多
关键词 复杂构造 非常规油气 钻井工程 坍塌压力
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