大庆致密油井页岩井壁稳定性实验研究

发布时间：2025-06-18 23:12

　　 大庆致密油区块青山口组、泉头组页岩容易发生井壁失稳情况。目前用于评价页岩井壁稳定性的常规方法为热滚分散和线性膨胀实验。此类实验通常存在人为缺陷,会误导对页岩膨胀活性的认识和配伍性流体的选择。采用更接近井下地层条件的3种实验方法(多级三轴应力实验、压力传递实验(PTT)、厚壁圆筒实验(TWC)),对大庆致密油页岩进行研究。通过多级三轴应力实验,绘制摩尔-库伦破坏包络线,确定了维持井壁稳定性所需钻井液密度。压力传递实验反映了特定流体系统中所预期的钻井液压力侵入速率和孔隙压力升高的延迟情况。厚壁圆筒实验研究了过平衡压力下暴露在钻井液中的岩心样品的破坏特性。这3种实验方法,模拟了在钻井过程中钻井液对井下页岩地层应力的影响,对研究井壁稳定性的影响因素更具指导意义。

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【部分图文】：

图3 三轴应力实验受力图和钻井液破坏包络线

从井壁稳定性角度来看，目前大庆油田使用的钻井液密度方案可以维持初始的井壁稳定性。然而在目前的钻井过程中，主要的问题是随着时间推移会出现井壁失稳，包括井壁崩落、井筒坍塌和卡钻等，如图3所示。这可能是钻井液压力渗透导致的。测试的页岩样品的杨氏模量、泊松比、剪切模量、三轴体积模量和抗压....

图4 基于最大抗压强度的破坏包络线

测试的页岩样品的杨氏模量、泊松比、剪切模量、三轴体积模量和抗压强度分别为13789MPa、0.27、5447MPa、10204MPa和69.66MPa。屈服摩擦角、内聚力和单轴抗压强度值分别为35.3°、17.4MPa和66.5MPa，如表1、表2所示。这些得到的....

图5 大庆现场钻井液压力传递实验结果

压力传递实验结果表明（见图7～图8），采用高性能水基钻井液以及偶尔使用含硅酸盐的高性能水基钻井液段塞进行循环，可以在一定程度上提高大庆页岩的井壁稳定性。此外，通过更快的钻井和下套管来减少裸眼时间也会减少井壁失稳造成的钻井复杂情况。图6合成基钻井液压力传递实验结果

图6 合成基钻井液压力传递实验结果

图5大庆现场钻井液压力传递实验结果图7高性能水基钻井液的压力传递实验结果

本文编号：4050481