地层承压能力的影响因素分析.pdfVIP

34 内蒙古石油化工 2011年第13期 地层承压能力的影响因素分析 刘清峰 ，刘建忠 ，敖耀庭2，向 甜。 (1．中海油有限公司天津分公司，天津 300452；2．中海油能源发展股份有限公司，天津 300452； 3．西南石油大学，四川 成都 610500) 摘 要：对于低压易漏井，或多套压系统下的地层，常常因地层承压能力差而发生井漏事故。本文详 细总结了地层承压能力的影响因素，并对其进行了深入研究和探讨，对提高地层承压能力的室内试验及 现场研究提供 了重要的参考。 关键词：承压能力；影响因素；地层性质；钻井 中图分类号：TEl4 文献标识码：A 文章编号：1006—7981(2Ol1)13—0034一O4 在钻井施工过程 中，经常钻遇裂缝发育地层、破 3．1 地层 裂缝 、孔洞的影响 碎性或弱胶结性地层、压力衰竭地层以及深井长裸 3．1．1 地层裂缝、孔洞与地层承压能力的关系 眼大段复杂泥页岩和多套压力层系等地层，这些地 地层承压能力与地层裂缝、孔隙性质及孔隙压 层的地层承压能力通常很差，导致的井漏事故频繁 力有关，其值与地层孔隙压力(P孔)和钻井液在漏失 发生。这种因地层承压能力差而导致的井下复杂情 通道中流动的压力降(P降)之和相关。在地层破裂压 况非常严重，因此，科学的分析地层承压能力的影响 力较大且孔隙、溶洞较为发育的区块，地层承压能力 因素，对现实工作有很好的指导意义。 主要取决于P孔与P降之和，此时式(1)成立 ： 1 地层承压能力的相关概念 P承一P孔+Pm (1) 地层承压能力是指钻井、完井中井眼地层承受 同时，钻井液的漏失程度与裂隙的张开宽度有 泥浆柱压力的能力。地层破裂压力指的是 由于井内 关。对裂缝的张开宽度进行分析研究，对预防井漏提 泥浆密度过大，使井壁岩石所受的周向应力超过岩 高地层承压能力具有十分重要的意义。总体来讲，地 石的抗拉强度造成的岩石起裂或原有裂缝重新开启 层裂缝分布密度越大，裂缝孔洞开度越大，且与之联 时的压力，一般用当量密度 (g／cm。)来表示L1]。 通的地层孔隙压力越低则地层越容易漏失。 地层承压能力不仅是岩石起裂或原有裂缝张时 3．1．2 裂缝发育规律 ’ 的钻井液液柱压力，还包括原本地层发育的原来就 井深越深 ，大裂缝发育减少 ，小裂缝频率随深度 张开的裂缝或溶洞未经重新起裂过程就引起的承压 增加而增加，也就是随地层埋深增加，裂缝发育程度 能力的下降。所以地层承压能力小于或等于地层破 降低 ，开度减少。 裂压力。 裂缝发育随埋深变化的规律可以这样分析：地 2 地层承压能力影响因素的分类 层埋深的增加，将导致地层围压的增大；同时，随着 影响地层承压能力的因素有很多，本文将其归 埋深增加，地层温度也会有所升高。由岩石力学相关 纳为两大类：即地层因素和人为因素。 理论可知，围压的增大、温度的升高，都将会导致岩 第一类 ：地层因素。包括地层裂缝及孔洞的分布 石的脆性降低，延性增强。所以，上述裂缝发育程度、 和裂缝开度及孔洞半径 、孔隙压力 、漏失通道性质 裂缝开度随地层埋深的变化规律，是因为深部地层 (裂缝开度大小及与之联通的