井壁坍塌

摘要： 井壁失稳是碳酸盐岩储层钻完井及开发过程中十分常见的工程难题。塔里木盆地哈拉哈塘油田奥陶系碳酸盐岩油藏油井井壁失稳、出泥砂严重,井壁失稳给油井投产、生产等带来一系列问题。为了对失稳现象进行有效分析,明确失稳来源和失稳形态,发挥油井产能,基于工程表象和作业数据提出井壁失稳程度动态评价指标体系,在生产动态和探冲砂作业基础上,形成井壁失稳动态评价方法。利用井壁失稳程度的动态评价方法分析109口失稳井的井壁失稳特征,借助冲捞砂样和储层岩心分析井壁失稳形态。结果表明,哈拉哈塘油田失稳主要为非生产层组的垮塌和生产层组裂缝、孔洞中充填泥砂的产出,失稳形态主要以坍塌掉块和流体携带泥砂产出为主。钻新井时先对产层采用悬挂筛管防砂完井,封隔吐木休克组等易坍塌地层,再对老井的裸眼井进行探泥砂、冲捞砂作业,清理沉积物获得产能并进行合理参数的筛管二次完井。

摘要： 塔探1井是一口预探井。该井地质条件复杂,存在地层裂缝发育,井漏问题突出,膏盐岩层缩径严重,地层可钻性差,井壁易失稳,井底超高温等问题。为此,采取了优选复合钻头和PDC钻头,采用凝胶水泥堵漏、桥浆堵漏等方法进行堵漏,形成一套针对长段石膏缩径的钻完井技术和小环空间隙清砂技术,使用新型抗高温油基钻井液等针对性措施,保障了该井的顺利完钻。该井的成功实施,为同类井的钻完井施工提供了借鉴。

摘要： A-1井在实钻过程中钻遇大段凝灰岩地层,出现了井壁坍塌,掉块严重的现象,并造成井径不规则,引起起下钻和划眼困难,造成177.8 mm尾管下不到位,起出尾管重新下入等一系列工程技术难题.通过对凝灰岩地层理化特点的分析研究,在A-1井作业过程中,及时对钻井液性能和工程技术参数等进行了针对性的调整,最终安全钻穿了凝灰岩地层,取得了钻探成功,实现了地质要求.通过A-1井凝灰岩地层的钻井实践,形成了一套针对凝灰岩地层钻井技术难点的应对措施和技术体系,对后续在凝灰岩地层安全钻井具有很好的指导价值和借鉴作用.

摘要： 滨44X井位于济阳坳陷东营凹陷利津洼陷带的西坡,是胜利油田重点评价井,设计井深4100 m.该区块地质结构复杂,二开大井眼段地层造浆严重,施工中井壁稳定及岩屑携带难度大;沙河街组地层层理、孔隙及裂缝发育,且局部井段含有油泥岩和红色泥岩,易造成井壁坍塌及缩径卡钻事故;三开定向过程中易出现"狗腿度",钻井液润滑防卡难度大.通过使用聚磺抗高温防塌钻井液体系,针对不同地层采取不同的现场钻井液维护处理工艺,顺利钻至目的层,完成了设计任务和勘探目的.

摘要： 南海WX勘查区涠二段与流二段地层属于易坍塌地层,井壁容易失稳垮塌,为保证在该区域安全高效地钻井和高收益地开发,所用钻井液体系必须同时解决储层保护和井壁坍塌问题.该文首先对该区域曾经所用钻井液体系进行了分析总结,然后对甲酸盐和聚合醇的防塌抑制性以及二者的协同效应进行了理论分析与实验研究.研究表明:甲酸盐聚合醇钻井液体系具有良好的防塌抑制性和润滑减阻效果,并且固相含量低,有利于储层保护,尽管价格昂贵,但是通过回收加以再利用可以在一定程度上解除这一不利因素对其使用的限制,钻井与综合的经济效益优异.推荐在WZ油田储层段开发钻井中采用甲酸盐聚合醇钻井液体系.

摘要： 根据辽河油田沈北区块致密油储层的特点,对该区块沙河街组四段灰色硬脆性泥页岩易水化膨胀、垮塌掉块等问题进行了研究.通过对致密油页岩进行黏土矿物分析、纳米CT扫描成像和SEM电镜扫描实验,确定了油页岩的黏土矿物含量、平均孔隙半径和微裂缝的发育情况.根据致密油页岩地层的特点,针对性地进行了纳米级封堵剂的复配实验,在此基础上构建了一套强封堵、强抑制和弱冲刷的高性能钻井液体系,该钻井液在泥页岩岩屑中的一次回收率为93％以上,三次回收率接近80％,渗透率降低超过50％.现场应用2口井,成功解决了油页岩地层水化坍塌、井壁失稳导致的划眼、卡钻等技术难题.2口井应用结果表明,"高黏度"和"高切力"高性能钻井液体系使用后,易垮塌地层未出现井壁坍塌,恶性事故得到了有效控制,事故复杂率下降17％,完井周期减少150 d,提速效果明显.

摘要： 应用力学稳定性理论和方法对井壁坍塌进行了数值分析.首先介绍了井壁坍塌分析软件WellCA的开发思路及其主要功能模块,其次,应用WellCA软件进行了实例分析.结论指出,井壁坍塌是一种极值点型失稳现象,按力学稳定性方法计算的坍塌压力比按弹性力学方法计算的小,可为钻井设计和施工提供一定的指导.

摘要： 泾河油田钻进延安组过程中80％的井都有不同程度井壁坍塌.本文通过对该油田延安组泥岩、煤岩的岩石力学性能、矿物组分、理化性能的测定以及煤岩、炭质泥岩组分分析鉴定,地层三个压力剖面的计算,钻井液抑制性、封堵性、浸泡时间对岩石强度及坍塌压力的影响实验研究及对测井资料和已钻井的钻井资料综合研究分析,揭示泾河油田钻井过程井壁失稳机理主要为其特殊的地层特性以及钻井液封堵抑制性不足导致,并开发相应环保型钾基聚合物强封堵钻井液,为泾河油田后期高效开发提供保障.

摘要： 针对Mimosa层段在钻井过程中出现严重的井壁坍塌、垮塌问题,通过全岩矿物分析、黏土矿物分析和电镜扫描,发现Mimosa层段伊/蒙混层含量高,伊/蒙混层膨胀程度层间差异大,微裂缝发育是引起Mimosa层段井壁坍塌的主要原因.从包被、抑制、封堵、防塌四个方面着手,确定了以乳液高分子聚合物EMP、胺基抑制剂SIAT、弹性聚合物微球(2.5～120μm)、KCOOH和抗温无荧光防塌剂为主剂的强抑制防塌钻井液配方.该钻井液配方体系具有良好的流变性能、滤失性能及较强的抑制性能,Mimosa岩屑在强抑制防塌钻井液中线性膨胀率仅为6.17％,钻屑回收率高达97.32％.最后,强抑制防塌钻井液体系进行了现场运用,有效解决了该地区井壁垮塌严重的问题.

摘要： 大港滨海油田深层东营组和沙河街组地层条件复杂,2012年在该地区BS1601H水平井钻井中遇到大量由于井壁坍塌失稳造成多次起下钻遇阻和划眼乃至卡钻等事故和复杂情况,严重影响了正常施工.通过分析该井的测井数据、井径数据、压力剖面、岩性及黏土矿物、地应力场和岩石强度,结合该井的井壁坍塌失稳情况,分析探讨了该井井壁失稳的综合机理,认为井壁失稳主要原因是泥页岩黏土矿物含量高造成水化分散、地层层理发育造成剥落掉块、井眼轨迹处于地应力场不利于井壁稳定的位置、岩石强度相对偏低及部分井段钻井液液柱压力低于地层坍塌压力等.

摘要： 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一步升高.机理分析表明这一现象是由于椭圆长轴端点处周向应力集中程度随椭圆度增加而增加所致.

摘要： 在钻井过程中,产生剥蚀掉块类型的井壁坍塌现象十分普遍,导致卡钻、井眼扩大、诱发其它井下复杂情况,影响顺利钻进和井下安全.本文从产生剥蚀掉块地层特征考虑,分析讨论了产生剥蚀掉块坍塌与钻井液体系组成及性能和钻井工程因素方面的影响原因;通过剥蚀掉块井塌影响原因分析,从钻井液组成及性能和钻井工艺及操作途径,提出了有针对性的、实际可行的防塌对策措施;由于剥蚀掉块坍塌涉及的因素多,原因复杂,阐述了强调在实际钻井过程中,实施多元协同和综合配套措施来有效防止该类井塌的观点.

摘要： 油气田开发过程中,很多情况下需要钻进定向井以达到地质油藏要求.采用不同井斜角、向不同方位钻进定向井,井壁上受到的应力状态不同,这也必然导致在同一地层中,不同井眼轨迹的定向井井壁坍塌压力和破裂压力不同.因此对两种地质条件下不同井斜角和方位角情况下钻进定向井时井壁坍塌压力和破裂压力进行了计算,得出定向井井壁失稳风险,在井身结构设计中应采用合理的井斜角与方位角,降低定向井钻井中的井壁失稳风险.

摘要： 柯柯亚区块是吐哈油田“十二五”期间重点开发的区块之一,该区块的致密砂岩气藏埋藏在3300以下的深部层段,目标层上部层段沉积多套煤层和砂泥岩互层等易垮塌层段,钻井过程中频发井壁垮塌引起的卡钻事故,致使钻井周期延长、钻井成本抬升、投产滞后,卡钻严重时导致工程报废.本文所述的井下掉块梨形随钻破碎器是一种在正常钻进过程中随钻处理井壁掉块的工具,使用该工具可有效预防卡钻事故的发生,同时也是一种处理井下掉块和预防坍塌卡钻的新方法.

摘要： 柯柯亚区块是吐哈油田“十二五”期间重点开发的区块之一,该区块的致密砂岩气藏埋藏在3300以下的深部层段,目标层上部层段沉积多套煤层和砂泥岩互层等易垮塌层段,钻井过程中频发井壁垮塌引起的卡钻事故,致使钻井周期延长、钻井成本抬升、投产滞后,卡钻严重时导致工程报废.本文所述的井下掉块梨形随钻破碎器是一种在正常钻进过程中随钻处理井壁掉块的工具,使用该工具可有效预防卡钻事故的发生,同时也是一种处理井下掉块和预防坍塌卡钻的新方法.

摘要： 柯柯亚区块是吐哈油田“十二五”期间重点开发的区块之一,该区块的致密砂岩气藏埋藏在3300以下的深部层段,目标层上部层段沉积多套煤层和砂泥岩互层等易垮塌层段,钻井过程中频发井壁垮塌引起的卡钻事故,致使钻井周期延长、钻井成本抬升、投产滞后,卡钻严重时导致工程报废.本文所述的井下掉块梨形随钻破碎器是一种在正常钻进过程中随钻处理井壁掉块的工具,使用该工具可有效预防卡钻事故的发生,同时也是一种处理井下掉块和预防坍塌卡钻的新方法.

摘要： 本发明公开一种非均质地层井壁渐进坍塌过程的流‑固‑热耦合模拟方法，包括确定地层地应力、孔隙压力、井筒压力；确定岩石力学参数样本数量、岩石基础物性参数和岩石力学参数；确定每个参数的最佳分布函数及对应的特征参数；建立井周应力分布的流‑固‑热耦合有限元数学模型；计算井周应力分布；计算损伤变量F；损伤变量F确定破坏区域；重复步骤进行迭代，直到损伤变量F≤0，并绘制井壁失稳区域图，确定每次迭代步下的NYZA值。本发明使用输入参数的不确定性，表示了岩石力学参数的非均质性；采用连续损伤理论，更改已破坏区域的力学参数，视为该区域等效挖去，模拟了井壁渐进破坏发展的四个阶段：裂纹萌生、扩展、崩落形成和稳定。

摘要： 本申请公开了一种井壁的坍塌压力的确定方法及装置，属于石油化工领域。由于计算机设备可以根据原地应力、井斜角和井斜方位角所确定的第一主应力、第二主应力和第三主应力，输出待钻点处的坍塌压力。因此钻井人员可以基于该坍塌压力准确确定出在该待钻点处钻井时，该井壁是否会坍塌，从而有效提高了对井壁是否坍塌确定的准确性。并且，由于在确定坍塌压力的过程中考虑到了中间主应力，因此进一步提高了对井壁是否坍塌确定的准确性。

摘要： 本发明公开一种井壁坍塌渐进破坏过程的数值模拟方法，包括：根据室内实验和测井资料确定目标井地层的岩石基本物性参数、岩石力学参数、地层地应力、地层孔隙压力、井筒压力；建立井周应力分布的流‑固耦合有限元数学模型；计算井周应力分布；计算损伤变量F；确定破坏区域，更新破坏区域的杨氏模量、孔隙度、渗透率；重复步骤进行迭代，直到损伤变量F≤0；绘制井壁失稳区域图，确定失稳区宽度Φb和深度rb。本发明克服了常规有限元模型更新几何模型形状来更新内边界的不足，本发明通过更新破坏区域地层参数杨氏模量、孔隙度和渗透率，令破坏范围内的单元令为等效消失，无法承受应力加载，从而达到更新内边界目的。

摘要： 本发明公开了一种水化页岩地层井壁坍塌失稳预测方法，其特征在于：基于Jaeger提出的各向异性岩石剪切破坏强度准则，引入页岩层理面剪切强度等效水化弱化应力，得出一种水化页岩剪切破坏强度准则；通过不同水化程度页岩三轴剪切力学试验、页岩粉末真空饱和吸水试验和页岩层理断面显微观测试验得出的强度准则参数；结合页岩地层井周应力分布模型与水化页岩剪切破坏强度准则，预测水化页岩地层井壁坍塌失稳力学条件。该方法将页岩水化膨胀应力作为页岩沿层理剪切破坏应力弱化影响因素，进而能够准确预测水化页岩地层在剪切破坏条件下的井壁坍塌失稳，对于页岩气储层安全钻井具有重要的理论意义。

摘要： 本公开提供了一种井壁稳定评价方法、井壁坍塌压力的计算方法及系统，井壁稳定评价方法包括以下步骤：利用地震、钻井、测井、录井、完井和测试资料，确定地质力学参数和岩石力学参数；根据地质力学参数和岩石力学参数，并给定井斜角、井斜方位角和允许扩径率，建立数学计算模型，得到坍塌压力；根据所述坍塌压力计算出坍塌压力当量密度，并绘制坍塌压力当量密度、井斜角和井斜方位角三者的关系图，关系图上的变化趋势，来实现井壁稳定性的判断。本公开的井壁稳定评价方法直接建立了完井电测井径资料与允许扩径率、坍塌压力之间的关系，便于实际钻井现场数据对比分析和应用。

摘要： 本发明属于油田老井开发技术领域，具体涉及一种小井眼水平井起钻过程中防止井壁坍塌方法。本发明通过获取完井测井中的压力数据、获取全井段地层坍塌压力值、初步确定全井复杂井段及复杂井段长度、通井、通井完成后起钻，起钻到易塌井段的同时注入钻井液、继续上提起钻、卸开井口钻具、启用备用钻具等步骤，保证了易垮塌井段在起下钻过程中，每柱起出钻柱的过程中都能循环、返出钻井液；进而消除了起钻抽吸造成复杂井段的井壁坍塌和降低地层出水的可能。本发明及时补充井筒压力的方法，减小了复杂井段的井壁在通井起钻过程中的垮塌风险。本发明连续、精准的注入钻井液，降低了环境污染，并能根据井段坍塌压力情况进行精准注液，循环压力可控。

摘要： 本发明公开一种不同强度准则协同作用下定向井井壁坍塌压力评价方法，包括：利用测录井、钻完井、室内测试资料，确定所钻地层的垂深、地层孔隙压力、上覆岩层压力、最大水平地应力、最小水平地应力和最大水平地应力方位角、岩石内聚力、岩石内摩擦角、岩石泊松比、岩石孔隙度、Biot系数和井壁渗透系数；建立不同岩石强度准则下的坍塌压力计算模型；计算不同岩石强度准则之间的相对重要程度；确定出不同岩石强度准的权重系数；建立不同强度准则协同作用下定向井坍塌压力计算模型。本发明由于引入了权重系数，结合了其他准则的优点，获得了不同强度准则的优势协同作用，在给出合理权重系数的情况下可以更为准确的计算出坍塌压力当量密度值。

摘要： 本发明提供一种适用溜井中段坍塌的井壁修复方法，针对矿山采掘生产能力的提升及井下各采区溜井服务时间的逐渐延长，由于井下原本岩石较为破碎，加上放矿时矿石对溜井井壁的冲击荷载逐渐积累，各中段溜井会出现不同程度的井壁坍塌情况，采用钢筒联合充填、混凝土浇筑完成溜井的护壁工作，首先通过移动扫描仪测量溜井的井壁垮塌情况，其次从溜井上口倒入废石将溜井填满作为溜井中钢筒的支撑平台，溜井上口用槽钢及钢筋网格焊接作为钢筒下放安装平台，通过溜井下口废石的铲出，在第一节钢筒上部依次焊接剩余全部钢筒，通过溜井联巷施工人工假巷，在钢筒外壁与井壁坍塌空间分段进行不同方式的浇筑充填，以此实现对溜井中段坍塌的井壁修复工作。

摘要： 本发明涉及一种用于井壁坍塌的穿心解卡打捞方法，包括：步骤1)，准备各种长度的短钻杆备用；步骤2)，测量电缆从张紧到电缆张力等于井内电缆悬重时的长度变化，得到电缆不会出现弯折的临界长度L0；步骤3)，测量钻具在井内下放遇阻时已入井的最上部一根钻杆的下接箍距离井口的距离；步骤4)，根据所述距离，确定采用短钻杆组合入井，或者采用单根钻杆入井；步骤5)，连接泥浆泵进行冲砂作业，冲散并上返坍塌杂物，下放钻具不超过所述临界长度L0；步骤6)，重复执行步骤3)、步骤4)、步骤5)，直至完全解除坍塌遇卡；实施正常的穿心解卡打捞。本发明保证了井筒安全和仪器安全，打捞成功率高。

摘要： 本发明公开一种井壁坍塌渐进破坏过程的数值模拟方法，包括：根据室内实验和测井资料确定目标井地层的岩石基本物性参数、岩石力学参数、地层地应力、地层孔隙压力、井筒压力；建立井周应力分布的流‑固耦合有限元数学模型；计算井周应力分布；计算损伤变量F；确定破坏区域，更新破坏区域的杨氏模量、孔隙度、渗透率；重复步骤进行迭代，直到损伤变量F≤0；绘制井壁失稳区域图，确定失稳区宽度Φb和深度rb。本发明克服了常规有限元模型更新几何模型形状来更新内边界的不足，本发明通过更新破坏区域地层参数杨氏模量、孔隙度和渗透率，令破坏范围内的单元令为等效消失，无法承受应力加载，从而达到更新内边界目的。