定向井坍塌压力上限对钻井安全密度窗口的影响

摘要：

一般钻井安全密度窗口通过计算坍塌压力与破裂压力确定,钻井液密度过低会引起井壁坍塌.实际钻井情况反映,钻井液密度超过坍塌压力上限也会造成井壁坍塌.结合井壁成像测井,分析了高密度钻井液下的井周应力状态,建立了σ'z＞σ'r＞σ'θ模式的坍塌压力上限计算模型,推导得出了直井的解析表达式与定向井的数值计算方法.结果显示:不论直井或定向井,对于强度低于某一临界值的地层,以传统的破裂压力作为安全密度窗口的上限将会低估井壁失稳风险;地层强度临界值的大小取决于主地应力、孔隙压力、有效应力系数.对定向井而言,坍塌压力上限随井斜角和方位角变化的敏感性较高,沿水平最小地应力方向钻进的井眼坍塌压力上限较高;随井斜角增大,坍塌压力上限与破裂压力值逐渐趋于接近.研究结果可防范高密度钻井液引起的井壁损伤和井塌现象.

关键词：定向井、井周应力状态、安全密度窗口、坍塌压力上限、临界强度

所属期刊栏目：40

分类号：TE243(钻井工程)

资助基金：国家科技重大专项“深水钻完井工程技术”2016ZX05028001;国家重点基础研究发展计划973计划“深水浅层钻井井眼稳定性与作业风险演化机制”2015CB251202

在线出版日期：2019-05-06（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共5页

页码：572-576