泥页岩中水相运移和改良钻泥页岩水基钻井液设计.pdfVIP

维普资讯 钻=6f坡 4l 泥 页 岩 中 的 水 相 运 移 与 改 良钻 泥 页 水基钻井液 的设计 下E _ ) E 舣 军伊 林 译 EricvaTIOort等著 ． ) 晒 伸破裂 ；减小水化应力 ，使张力降低，产生 引 言 泥页岩收缩和 (局部)稳定作用。 睫 勘 泥页岩引起的井壁不稳定 ，是油气钻井 (2)孔隙压力。由于低渗透率 (10 到 老， 中存在的主要工艺难题之一 ，因耽误工期和 10 D)泥页岩不会经历超平衡条件下的常 蔑 术 处理事故给钻井工业造成的经济损失，保守 规水基泥浆失水，因而缺乏泥饼的保护作用。 估计每年也在 5亿美元左右。 相反 ，滤液缓慢的侵^逐渐平衡泥浆压力和 因缺乏对泥页岩 ／钻井液相互作用的 了 近井壁的孔 隙压力 (一般大约为几天时间)， 栩 铅 解 ，泥页岩稳定性受到 了极大 的损害。随着 因此失去了有效泥浆压力的支撑作用。由于 ．= 前 高新泥页岩试验技术的出现 ．对泥页岩的不 水化应力的排斥作用使孔隙压力升高，泥页 届 稳定性有了新的认识，这就使人们能够有更 岩物质可能会受到剪切或张力方式 的压力， ， 多的手段来设计和运用钻 泥页岩的水基钻井 这将会减少使泥页岩物质联结在一起的近井 液。 壁有效应力 。 (3)近井壁含水量和胶结的完整性改变 泥页岩的井壁稳定 了地层 的强度。当因含水 量增加 (即水 化) 泥页岩是不稳定的非均 匀岩体，其范围 使地层强度降低时，使地层破裂加快 ；当因 包括从脆弱的高含粘土的粘性地层到强胶结 含水量减少 (即脱水)使地层强度提高时， 泥质粉砂岩，由部分粘土矿物 构成了低渗透 又可延迟或 阻止地层破裂 。 性 的基岩。如果有效应力状态超过 了泥页岩 显然 ，为 了维持 井壁稳 定，需要及 时控 的强度，泥页岩就会破裂 。钻井液可能诱发 制整个近井壁应力和地层强度的变化。抵卸 泥页岩破裂 ，原 因是泥页岩一液体的窜流作 井壁不稳定的实 际控制方法．包括泥浆的化 用，即水分子和溶质倩 子的交换，改变 了泥 学作用 、泥浆密度 以及控制整个环空压力渡 页岩 的应力状态和强度。溶流作用的主要驱 动。特别是利用泥浆的化学作用来控制水和 动力是，钻井液和泥页岩之间使水分子和溶 离子在泥岩中的进 出，从而控制：a．水化应 质 (离子)运移的水力压力梯度和化学势梯 力 、b．孔 隙压力 、c．泥页岩强度 。 度 ，其影 响如下 ：