元坝陆相地层钻井液密度窗口确定和应用.pdfVIP

学兔兔 石油天然气学报 (江汉石油学院学报)2015年12月第37卷第1l十12期 Journal of Oil and Gas Technology(J．JPI)Dec．2015 Vo1．37 No．1112 ·31· [引著格式]胡德云，赵鹏斐，周成华，等．元坝陆相地层钻井液密度窗口的确定与应用 [J]．石油天然气学报 (江汉石油学院学报) 201 5，37(11+12)：31～38． 元坝陆相地层钻井液密度窗口的确定与应用 胡德云 (中石化西南石油工程有限公司钻井工程研究院，四』I l德阳61 8000) 赵鹏斐 (西南石油大学石油与天然气工程学院，四J I I成都61 oooo) 周J或华 (中石化西南石油工程有限公司钻井工程研究院，四川德阳61 8000) 范翔宇 (西南石油大学石油与天然气工程学院，四J I I成都61 oooo) 周鑫 (中石油玉门油田分公司钻采工程研究院，甘肃酒泉735000) [摘要]元坝陆相地层地质构造复杂，工区地层岩层走向高陡且岩石易碎，井下易发生井漏坍塌事故。通 过测井方法构建了元坝地区陆相地层岩石动静力学参数转换模型，优选了符合元坝地区的地层孔隙压力、 破裂压力和坍塌压力的计算模型，结合元坝地层的特殊性，考虑地层破碎程度、岩石力学特性、地层倾 角、井斜角和井斜方位角对元坝陆相地层安全密度窗口的影响，得到了适用于元坝陆相地层的安全密度 窗口。通过YI 702井漏失层位安全密度窗口的计算，表明新建立的安全密度窗口理论计算结果和实钻情 况基本相符，验证了模型的合理性，研究成果对元坝陆相地层的井壁稳定性研究有借鉴意义。 [关键词]陆相地层；元坝地区；钻井液密度窗口；坍塌压力；破裂压力；地应力；漏失 [中图分类号]TE21 [文献标志码]A [文章编号]1000—9752(2O15)儿+12—0031一O8 元坝陆相地层地质条件复杂，地层压力高，裂缝发育，煤岩、泥页岩的存在使得钻开地层时，井周 岩石容易崩落，钻进过程中井塌、卡钻、起下钻遇阻等井下复杂情况时有发生。自流井组东岳庙段到珍 珠冲段存在裂缝气层，易发生漏失，由于安全密度窗口窄或为负，导致 “喷、漏、塌”同时发生，严重 地制约了工程进度和井下安全。运用测井方法计算建立了该区块陆相地层安全密度窗口，并根据安全密 度窗口及其影响因素修正了密度窗口，使之更能满足井下作业要求，减少事故的发生 。 1 安全钻井液密度窗口计算模型的确立 钻井液密度窗口直接影响到井下施工作业时井壁的稳定情况，若密度过低，在井壁上就会出现剪切 破坏导致井塌或缩径；若密度过高，在井壁上会出现拉伸破坏而导致井漏，一个安全的钻井液密度窗口 对钻井整个过程都至关重要。建立安全钻井液密度窗口，需要求得岩石的静态弹性参数，并且计算出地 层的孔隙压力和地应力，确定地层的破裂压力和坍塌压力，根据破裂压力和坍塌压力来确定密度窗口的 上限和下限。 1．1 岩石力学参数的求取 岩石的静态弹性参数是实际工程中地层压力计算所必须的参数，但静态力学参数需要通过三轴试验 加载静载荷作用测得岩心的应力一应变曲线来获取，获取过程较为复杂且花费也较高；利用地层的声波 时差、密度和伽马射线等测井资料可以得到动态岩石力学参数，这种参数获取较为简单且花费也较低。 许多学者通过试验结果分析得到，对于一块完整的岩石来说，其动、静态岩石力学参数十分接近，而在 [收稿日期]2015一o2—20 [基金项目]国家自然科学基金项目；国家 “973”计划项目 (2o13cB228oo3)。 [作者简介]胡德云 (1966一)，男，高级工程师，长期从事钻完井科研与管理工作；通信作者：赵鹏斐1 63．COII1。 学兔兔 ·32· 石油天然气工程 2Ol5年 l2月 弄清动、静态岩石力学参数性质的基础上，通过回归拟合方法建立其相互关系，可以实现由动态到静态 岩石力学参数的转换。所以，由于测井资料易获取方便、便宜且地层连续性好，常用测井资料计算岩石 力学参数心