井壁稳定性

摘要： 大斜度井和水平井是四川盆地西部上侏罗统蓬莱镇组主要高产井型。但由于川西地区碎屑岩地层砂泥岩互层频繁,大斜度井和水平井在钻井过程中普遍存在井壁失稳现象。特别是在大斜度井段,井壁失稳造成的掉块、遇阻、卡钻等复杂问题使得划眼及通井频繁,严重影响了钻井时效。为了给调整钻井液密度和控制生产压差等措施提供数据依据,保障钻井及生产安全,利用ANSYS有限元模拟了井眼内部应力分布,分析了井壁失稳的原因。研究结果表明:①35 MPa的等效应力为井壁失稳临界值,即随着深度的增加,钻井液的密度如果不变,当井壁受到的等效应力超过35 MPa时,就会导致井壁失稳;②当大斜度井轨迹平行于最大水平主应力方向时,井壁应力随井斜角增大而变小,当大斜度井轨迹平行于最小水平主应力方向时,井壁应力随井斜角增大而增大;③当大斜度井轨迹在平行最小水平主应力方向时,在相同井斜角条件下,井壁稳定性随生产压差增大逐渐变差。结论认为:在最大井斜角小于等于60°时,生产压差控制在9 MPa以内,井壁能够维持较好的稳定性;在最大井斜角大于60°时,生产压差控制在8 MPa之内,井壁能够维持较好的稳定性。

摘要： 川南龙马溪组深层页岩储层在钻井过程中井壁失稳严重,井下遇阻现象频发,增加了施工成本与后期作业难度。为此,开展井下岩心水理化及力学性能实验研究,结合实验结果综合分析龙马溪组地层动、静态井壁失稳原因,并制订井壁稳定技术对策。结果表明:川南地区龙马溪组地层页岩脆性矿物含量高,岩性整体致密,力学强度高;垮塌井段内小层交替变化频繁,小层交界面处岩石层理缝较为发育,导致岩石孔渗参数和力学性能参数各向异性明显,尤其是斜井段井壁稳定性受层理缝力学弱面效应影响较大;钻井过程中井底压差加剧了钻井液沿层理缝的渗流行为,形成的压力穿透效应导致有效应力增大,降低了钻井液对井壁的有效支撑作用,进一步诱发井壁发生垮塌;对于层理缝发育的地层,需进一步加强钻井液的封堵性能,优化井眼轨迹,加强井底岩屑的冲洗携带。研究成果对深层页岩安全钻井具有一定指导意义。

摘要： 井壁失稳是制约泥页岩钻井周期及后续压裂施工最重要的因素之一。基于测井资料建立储层一维地质力学模型,通过现场数据对模型参数进行校正,得到合理的安全泥浆窗口,用于指导钻井方案优化,提高井壁稳定性。

摘要： 本文总结了深地环境下影响井壁稳定性的因素,包括岩石物理力学性质、钻井液密度、钻井井眼轨迹、钻具运动、机械钻速等。据此提出了在深地环境下钻进过程中,提高井壁稳定性的措施,包括井身结构的科学设计、钻井液的合理选取、钻井液性能及钻进工艺参数的控制。

摘要： 在基础钻井液配方里添加聚合醇、纳米乳化石蜡衍化出超低渗透钻井液,通过承压、润滑、吸附、界面张力实验和相关的一系列技术应用,对其特性进行分析后发现超低渗透剂可以在最短时间内完成在井壁的吸附、平衡过程,且吸附能力与可吸附量都极高。文章采用微观研究技术分析其作用机理,该种钻井液体系具备临界浊点温度和临界固液相切换温度,可在井壁上形成致密性较强的胶束薄膜,良好的封堵性能有效抑制了岩层的膨胀,提升对井壁失稳的预防能力,从而为提高井壁稳定性发挥着举足轻重的作用。

摘要： 沁水盆地里必区块内煤层气井井壁失稳严重,所有井完均需采用高强度套管。针对此种情况,文章运用COMSOL Multiphysics数值模拟软件,结合实际地层和工程情况,分析在完井之后煤层气水平井的稳定渗流过程。由于地层数据不可改变,所以本文只讨论工程因素的影响。研究结果表明,与现有的单主支多分支水平井相比,采用双主支多分支平行井优势更大;双主支多分支平行井的主井夹角为120°时稳定性更高;主井与支井进尺比为2:3时,井壁稳定性更好。

摘要： 采用Pickering乳液聚合法在聚苯乙烯表面镶嵌改性的纳米二氧化硅颗粒,研发出具备微纳米粗糙度的疏油剂OL-1,分析其对岩石表面性能的影响和抑制油相渗吸性能,评价新型疏油剂提高页岩气井井壁稳定性的效果及其机理。实验结果表明:疏油剂OL-1在岩石表面吸附成膜,构建微纳米双级粗糙度,将岩石表面能降至0.13 mN/m,进而使白油在岩石表面接触角由16.39°升至153.03°;添加疏油剂前后,毛细管浸入3号白油中,毛管压力由273.76 Pa反转为−297.71 Pa,油相在毛细管中渗吸高度由31 mm降至低于外部液面33 mm,页岩岩心油相浸入量减少64.29%;岩心浸入含1%疏油剂的油基钻井液中,孔隙度降幅仅为4.5%,与不含疏油剂的油基钻井液相比,岩心内聚力提高24.9%,说明疏油剂通过抑制油相渗吸可显著提高岩石的力学稳定性。

摘要： 本文研究了在页岩气高效开采中钻井完井和水力压裂缝网改造的关键力学问题.提出了页岩多孔弹性介质的本构、强度和断裂韧性的各向异性模型,指出了微观均匀假设与微观各向同性假设在页岩多孔弹性本构中的简化应用,给出了横观各向同性多孔弹性岩石材料常数的简化测量方案,讨论了基于修正的能量最大释放率下裂纹扩展的弱面模型,提出了裂纹扩展禁止区现象.阐述了钻井完井过程中的多孔弹性介质井壁稳定性和剪切破坏的时间效应,提供了多种破坏模式下井壁许可压力范围的显式表达式,并与传统广义胡克定律得到结果对比.给出了水平井水力压裂缝网改造技术,包含水力压裂的大物模实验技术、水力压裂过程中基于扩展有限元与有限体积法的耦合流体/固体/裂缝扩展的数值模拟方法,并与黏性主导的水力压裂解析解结果对比,针对性分析了川渝地区的水力压裂施工现场实践应用问题.建立了基于数据驱动的页岩气采收率预测方法,指出了机器学习中极限梯度爬升法在小数据集情况下的有效性.

摘要： 苏里格气田苏53区块在水平井开发过程中容易发生井壁掉块,经常需要通过划眼来解决,严重时甚至需要填井,严重制约了开发效益。为了提高钻井液的井壁稳定性能,通过优选了压差成膜封堵剂GCM、抑制剂胺基硅醇、润滑剂LUBE,优化了复合盐钻井液体系的封堵性能、抑制性能、润滑性能,减少钻井过程中的压力传递作用、泥岩水化膨胀、定向钻进的摩阻,从而降低井壁失稳风险。优化后的复合盐钻井液体系配方为:1%膨润土浆+0.2%NaOH+2%改性淀粉+0.3%LV-PAC+2%SMP-Ⅱ+1%胺基硅醇+2%膜封堵剂GCM+3%KCl+2%润滑剂,NaCl加重至1.20 g·cm^(-3)。该体系具有较好的流变性、滤失性、抑制性、润滑性、封堵性等性能,可以满足苏里格气田苏53区块的钻井需求。

摘要： 针对河南油田泌阳泥页岩井段钻井施工过程中,因频繁出现水化膨胀而导致井壁失稳、剥落掉块等问题,本文以月桂酰氯改性超支化聚乙烯亚胺(HPEI)为原料,于室内合成了一种新型的双亲性页岩抑制剂(HPEI-C_(12)_(12)),并对其合成条件和页岩水化抑制性能进行了评价。结果表明:在引发剂N,N-二乙基乙胺加量(质量分数,下同)为8%、月桂酰氯加量为30%、反应时间为24 h和反应温度为25°C条件下合成的HPEI-C_(12)性能最佳;通过线性膨胀实验和岩屑滚动回收实验对HPEI-C_(12)抑制性能进行评价。结果表明:HPEI-C_(12)具备优异的抑制性能和耐温性能,在120°C条件下,岩屑滚动回收率为65.0%;此外,HPEI-C_(12)与现场钻井液体系具备良好的适配性,对体系流变性能影响极小,加入体系后岩屑滚动回收率提升至82.0%,能够满足目标井段对钻井液性能的要求。

摘要： 页岩油气革命延长了世界油气工业生命周期、助推了全球油气储量和产量增长、改变了各国能源战略格局.当前中石油长宁-威远国家级页岩气示范区处于规模上产阶段,水平井体积压裂技术是实现中—高成熟度页岩气资源经济开发的有效途径.由于对非常规页岩气藏超压机理及井壁失稳特征缺乏系统性的分析与研究,导致在水平井钻井过程中卡钻、漏失、溢流等钻井事件频发,极大的制约了页岩气藏建井周期及建产规模.通过地质力学研究建立钻井三压力剖面、明确空间超压分布规律,多学科融合的一体化研究对水平井井壁稳定性进行钻前预警、实钻跟踪及钻后评估;基于安全泥浆窗口优化钻井液比重提高井壁稳定性及降低钻井风险.该技术通过在长宁示范区的现场应用显示:通过地质力学研究优化钻井方案减少钻井风险,缩短建井周期及降低作业成本,研究成果取得的经验与认识同时将为我国其他盆地非常规油气藏高效开发提供指导和借鉴.

摘要： 本文在前人研究的理论基础上,主要分析大寨地区YS117井区页岩气钻井井壁稳定.结合现场测井声波时差,计算岩石力学参数,获取大寨地区YS117井区页岩气地层弹性模量、泊松比、抗压强度等岩石力学参数,并通过室内岩心实验数据标定计算结果,利用现场水力压裂测试数据确定最小水平主应力和最大水平主应力,反算构造应力系数.进行大寨地区YS117井区页岩气地层三压力预测,并建立三压力剖面,进行直井和水平井的井壁稳定性分析.水平段钻井,在相同井深不同方向钻进,沿着最小水平主应力方向NW310°～320°和SE130°～140°钻进,相对于其他方向钻进的井壁稳定性更好.

摘要： 针对山西石楼西区块煤层气井井壁稳定性差、地层承压能力低、井底温度低水泥浆候凝时易发生气侵的技术难题,通过提升膨胀珍珠岩水泥浆体系强度;开发适用于该区块的低温早强防窜水泥浆体系,使用高性能加重隔离液等技术措施较好地解决了石楼西区块煤层固井技术难题,形成了一套山西石楼西固井工艺技术.现场试用9口井,取得了较好效果,为该区块的持续开发积累了经验.

摘要： 针对塔里木盆地库车山前裂缝性砂岩和台盆区裂缝性碳酸盐岩油气藏开发中,钻完井工程实施和单井提产难度大的问题,开展了综合地质、地质力学和石油工程的一体化攻关研究.在储层地质力学参数场建模的基础上,分析了裂缝(断裂)在现今应力场背景下的地质力学响应对钻完井工程和单井提产措施效果的影响,建立了斜井井眼轨迹优化、钻井井壁稳定性评价、可压裂性预测、出砂风险评估及断裂力学活动性预测等5项适合于储层特征的配套技术.5项地质力学技术贯穿应用于油气藏开发中,解决了油气藏三维空间最优钻进轨迹选择、裂缝性地层井壁失稳、完井改造方案的定量优化和断裂相对渗透性能预测等问题.储层地质力学在复杂裂缝性油气藏开发中起到了连接石油地质和石油工程的桥梁作用,为单井产能提高、钻完井复杂减少和安全风险的降低起到了积极作用.

摘要： 干热岩(HDR)是一种可再生绿色清洁能源,其勘探开发具有埋藏深,地层破碎,压力异常,井温梯度高,孔底温度高(通常大于200°C)等特点,在钻井过程中易出现钻井液漏失量大,孔壁失稳掉块卡钻等问题.本文通过分析干热岩耐高温钻井液关键技术难点:处理剂及体系抗温问题、起泡问题、漏失、井壁失稳等问题.同时通过对国内外目前干热岩用耐高温钻井液体系进展及应用情况介绍,开展干热岩钻探耐高温钻井液技术发展方向研究,以期对推动我国干热岩资源勘探开发提供有效的技术支撑.

摘要： 干热岩(HDR)是一种可再生绿色清洁能源,其勘探开发具有埋藏深,地层破碎,压力异常,井温梯度高,孔底温度高(通常大于200°C)等特点,在钻井过程中易出现钻井液漏失量大,孔壁失稳掉块卡钻等问题.本文通过分析干热岩耐高温钻井液关键技术难点:处理剂及体系抗温问题、起泡问题、漏失、井壁失稳等问题.同时通过对国内外目前干热岩用耐高温钻井液体系进展及应用情况介绍,开展干热岩钻探耐高温钻井液技术发展方向研究,以期对推动我国干热岩资源勘探开发提供有效的技术支撑.

摘要： 干热岩(HDR)是一种可再生绿色清洁能源,其勘探开发具有埋藏深,地层破碎,压力异常,井温梯度高,孔底温度高(通常大于200°C)等特点,在钻井过程中易出现钻井液漏失量大,孔壁失稳掉块卡钻等问题.本文通过分析干热岩耐高温钻井液关键技术难点:处理剂及体系抗温问题、起泡问题、漏失、井壁失稳等问题.同时通过对国内外目前干热岩用耐高温钻井液体系进展及应用情况介绍,开展干热岩钻探耐高温钻井液技术发展方向研究,以期对推动我国干热岩资源勘探开发提供有效的技术支撑.

摘要： 干热岩(HDR)是一种可再生绿色清洁能源,其勘探开发具有埋藏深,地层破碎,压力异常,井温梯度高,孔底温度高(通常大于200°C)等特点,在钻井过程中易出现钻井液漏失量大,孔壁失稳掉块卡钻等问题.本文通过分析干热岩耐高温钻井液关键技术难点:处理剂及体系抗温问题、起泡问题、漏失、井壁失稳等问题.同时通过对国内外目前干热岩用耐高温钻井液体系进展及应用情况介绍,开展干热岩钻探耐高温钻井液技术发展方向研究,以期对推动我国干热岩资源勘探开发提供有效的技术支撑.

摘要： 干热岩(HDR)是一种可再生绿色清洁能源,其勘探开发具有埋藏深,地层破碎,压力异常,井温梯度高,孔底温度高(通常大于200°C)等特点,在钻井过程中易出现钻井液漏失量大,孔壁失稳掉块卡钻等问题.本文通过分析干热岩耐高温钻井液关键技术难点:处理剂及体系抗温问题、起泡问题、漏失、井壁失稳等问题.同时通过对国内外目前干热岩用耐高温钻井液体系进展及应用情况介绍,开展干热岩钻探耐高温钻井液技术发展方向研究,以期对推动我国干热岩资源勘探开发提供有效的技术支撑.

摘要： 干热岩(HDR)是一种可再生绿色清洁能源,其勘探开发具有埋藏深,地层破碎,压力异常,井温梯度高,孔底温度高(通常大于200°C)等特点,在钻井过程中易出现钻井液漏失量大,孔壁失稳掉块卡钻等问题.本文通过分析干热岩耐高温钻井液关键技术难点:处理剂及体系抗温问题、起泡问题、漏失、井壁失稳等问题.同时通过对国内外目前干热岩用耐高温钻井液体系进展及应用情况介绍,开展干热岩钻探耐高温钻井液技术发展方向研究,以期对推动我国干热岩资源勘探开发提供有效的技术支撑.

摘要： 叙述了基于负载在氧化铝上的钴的费托催化前体的制备方法，所述氧化铝任选地含有多达10wt％的二氧化硅，所述方法包括：a)用硅化合物处理氧化铝，所述硅化合物选自具有通式(I)Si(OR)4－nR’n的那些，其中n为1～3，其中，R’选自具有1～20个碳原子的伯烃基；其中，R选自具有1～6个碳原子的伯烃基；b)干燥并随后煅烧在步骤(a)结束时所得到的改性的载体，从而获得硅烷化载体；c)随后将钴沉积到在步骤(b)结束时所得到的硅烷化载体上；d)干燥并随后锻烧在步骤(c)结束时所得到的负载的钴，从而获得所述最终的催化前体；上述最终的催化前体中衍生自具有通式(I)的化合物的SiO2含量为4.5～10wt％。

摘要： 本发明公开一种基于尖点突变理论的钻井井壁竖向稳定性分析方法，包括：S1、构建钻井井壁竖向力学模型，基于所述力学模型获取钻井井壁变形挠度曲线；S2、基于所述钻井井壁竖向力学模型、所述钻井井壁变形挠度曲线，构建等断面钻井井壁的总势能函数；S3、基于所述等断面钻井井壁的总势能函数，构建等断面钻井井壁的失稳突变模型；S4、基于等断面钻井井壁的失稳突变模型，通过尖点突变理论获取钻井井壁的临界深度值；所述钻井井壁的临界深度值包括满水状态下钻井井壁的临界深度值、非满水状态下钻井井壁的临界深度值。本发明适用于不同水位状态下的稳定性分析，分析结果可靠性高，为钻井井壁竖向稳定性分析提供了一种新的定量分析方法。

摘要： 本发明提供一种井壁稳定性约束下的钻进轨迹多目标优化方法，以轨迹长度、钻柱扭矩作为优化目标，以中靶误差，安全泥浆密度上限和下限为约束，建立井壁稳定性约束下的钻进轨迹优化模型；利用结合拐点和反世代距离的多目标进化算法求解井壁稳定性约束下的轨迹优化问题，得到一组互不支配的轨迹设计方案集；选择在各点处安全泥浆密度值变化最小的方案作为最终的轨迹设计方案，本发明建立的井壁稳定性约束下的钻井轨迹优化问题模型，能够在轨迹设计中给出安全钻进方向；有效解决井壁稳定性约束下的钻井轨迹优化问题，有利于在实际钻井工程的应用。

摘要： 本公开涉及一种深水浅部地层井壁稳定性预测方法，其用于确定在深水浅部矿藏资源钻采过程中维持井壁稳定的因素，并依此进行后续作业，所述方法包括以下步骤：步骤1、根据测井数据以及地质资料，建立组合岩体岩石力学及地应力模型，其反映了地层三维区域中的各个位置的应力参数；步骤2、根据所述组合岩体岩石力学及地应力模型，预测钻完井过程的地层井壁稳定性，确定不同深度下的钻井液安全密度窗口；步骤3、根据所述组合岩体岩石力学及地应力模型，预测降压开采过程的地层井壁稳定性，确定开采过程的临界生产压差；步骤4、在满足所述钻井液安全密度窗口和临界生产压差的情况下，进行钻井、完井、以及开采作业。

摘要： 本说明书实施例提供一种井壁稳定性钻井优化方法、装置及设备。所述方法包括：利用邻井地震数据和测井数据建立地震参数与测井参数之间的非线性映射关系；基于邻井的测井数据和地层孔隙压力数据建立地层孔隙压力预测模型，将反演得到的测井数据作为输入得到地层孔隙压力数据；基于邻井测井数据和岩芯数据建立地层岩性、岩石力学性质和地应力预测模型，将反演得到的测井数据输入得到相应地层岩性、岩石力学性质和地应力；将所述岩石力学参数代入到机理模型中分别计算地层坍塌压力和地层破裂压力；以地层压力、岩性、钻井液和钻井设计参数为基础，优选机器学习算法，建立井壁稳定性钻前智能预测模型。上述方法能预测井壁失稳等事故，降低经济损失。

摘要： 本发明提供一种用于井壁稳定性预测的井壁稳定性值计算方法，其包含：根据历史统计数据确定影响井壁稳定性值的关联影响参数；并依据关联影响参数，构建基于关联分析法的用于计算井壁稳定值的计算模型；对于待分析井，采集得到待分析井的实测数据；依据实测数据以及计算模型，计算得到待分析井的井壁稳定性值。本发明结合多种影响参数，基于灰色关联算法得出井壁稳定性值，关联影响参数能够现场获取方便现场应用。自动监测井壁稳定性状态，无需人工干预，达到了智能化监测井壁稳定性，而且将地层岩性等因素作为影响参数考虑，适用于各种地层，考虑因素全面，对井壁稳定性的预测更具多样性、准确性。

摘要： 本申请实施例提供一种用于确定井壁稳定性的方法、处理器、存储介质及计算机程序产品。方法包括：获取钻井岩屑并对钻井岩屑进行预处理；对预处理后的岩屑进行筛选并扫描；将扫描后的结果转换为图像，根据图像构建岩石骨架及其矿物相；通过岩石骨架及其矿物相确定数字岩心，并确定数字岩心的力学参数；根据力学参数确定井壁稳定性。上述技术方案，通过对钻井岩屑的预处理与筛选，重构岩石骨架及其矿物相并建立数字岩心，计算数字岩心的泊松比及杨氏模量等力学参数，利用力学参数对井壁稳定性进行分析，以研究钻井液对井壁稳定性的影响。解决了复杂地区取心难的问题，提供了一种利用岩屑进行井壁稳定性评价的方法，确定了复杂地区井壁稳定性。

摘要： 本发明旨在提供一种天然气水合物地层井壁稳定性能评价的装置及方法和应用，模拟钻井过程中水合物地层井壁稳定性能变化的室内模拟装置及方法。通过本发明，可模拟实际地层温压环境，研究钻井液、温压变化等因素对水合物地层内部微观结构及力学性能变化情况，对了解水合物地层特性，开展井壁稳定性能评价具有重要意义，为水合物地层安全钻井及开发生产提供基础和支撑。本发明所述力学性能变化采用针入式强度测试模块进行测定，可有效反应不同时刻水合物地层力学性能的变化情况；本发明所述微观结构特征由层析扫描技术测定，可有效描述钻井过程中内部微观结构的变化情况。

摘要： 本发明涉及一种针对地层的井壁稳定性分析方法、装置、介质及设备，包括步骤：1)收集地层各向压参数；2)获取目标地层的岩心样本，通过实验确定应力‑应变本构关系；3)基于应力‑应变本构关系，描述地层的初始地应力状态和地质力学特征；4)建立三维非结构几何网格，确定井壁稳定模型的空间几何参数；5)形成初始三维地质力学模型；6)基于地层的各向参数，建立理论模型；7)基于表征单个物理场时空演化特征的基础上，实现多物理场耦合与协同下的井壁稳定性分析；8)利用有限元方法对多物理场耦合偏微分方程组进行空间离散；9)定量分析井壁失稳可能性；10)帮助油田现场进行钻井参数优化。

摘要： 本实用新型提供了一种用于井壁稳定性的测试装置，包括固定于固定座顶部外壁的支架，所述支架的圆周内壁固定有外筒，外筒的顶端设置有封盖，封盖的底部外壁设置有探测杆；所述外筒的圆周内壁设置有透气内筒，透气内筒的内壁设置有模拟井壁；所述外筒的内壁设置有严密性测试部；所述固定座的顶部外壁设置有测试供液部；所述严密性测试部包括设置于透气内筒与外筒之间的增压腔、固定连接于外筒圆周外壁的排气口、可拆卸安装于排气口外壁的气体流量表B。本实用新型通过气体流量表B检测是否有气体外泄及外泄的流速，进而得到模拟井壁的严密性是否与现实井壁相符合的参数结果，以便减少后期稳定性测量时的偏差，保证测试结果的可靠性。