测井资料在井壁稳定性研究中的应用

井壁稳定性问题是石油钻井工业面临的一个重大课题。利用测井资料研究井壁稳定性是一种有效的方法。文章利用声波、密度测井资料计算了岩石力学参数、岩石强度参数，在此基础上进行了地应力计算、进而确定了地层破裂压力和坍塌压力，预测了安全钻井液密度范围，为钻井设计提供参考，并可指导安全钻井。通过新疆X 201井安全钻井液密度窗口的测井预测值与实钻钻井液密度对比分析，证明利用测井资料评价井壁稳定性的可行性和准确性，具有工程应用价值。     

页岩油水平井钻井液密度计算

泌页2HF井是河南油田一口非常规页岩油水平井,斜井段、长水平段泥页岩发育,易垮塌,井壁不稳定,钻井液密度的准确预测,对于平衡地层坍塌压力、稳定井眼和安全钻井至关重要。通过建立地层坍塌压力计算模型,利用测井资料计算岩石力学参数及地层坍塌压力,为制定合理的钻井液密度提供依据。现场结果表明,该理论和方法对于泌页2HF井钻井设计和施工具有指导意义。     

Y101-94井定向钻进复杂分析

随着钻探技术的不断提升,定向井的数量不断增多。而定向井在钻井过程中均存在着各种井下复杂情况。本文以Y101-94井采用的测井资料解释及现场分析的方法对井壁失稳及卡钻现象进行了分析,根据测井资料计算出的岩石力学参数,结合相应的破坏准则,求取了地层各深度处的坍塌压力和破裂压力,确定安全钻井密度窗口,并对井斜角、方位角对井壁稳定的影响进行了研究,为该区块后期钻井作业提供了指导。     

井壁稳定性技术及其在青东区块的应用

本文通过对井壁失稳现象、机理及井壁应力状态的分析和计算,对井壁失稳问题进行了较为深入的研究;结合测井资料和地层破裂试验结果,分析并建立了一套计算地层坍塌压力及地层相关物理力学特征参数的方法和模型。通过应用青东区块已钻井的测井资料进行分析计算并与实际结果进行对比,结果表明:地层坍塌压力和安全钻井液密度窗口的计算结果吻合现场实际情况,所提出的方法和计算结果将为青东区块开发过程中安全快速钻井技术提供可靠的技术基础。     

利用多极子阵列声波测井计算岩石力学参数与评价井壁稳定性

井壁稳定性评价在钻井施工、钻井液的选取及水力压裂等方面有着重要的意义。利用处理后的多极子阵列声波测井资料提供的准确的纵横波时差,结合岩石密度测井资料计算了岩石弹性力学参数、岩石强度参数,在此基础上确定了地层破裂压力、钻井液密度等参数,同时预测了压裂高度并评价了井壁稳定性,为油田的开发生产提供了准确的参数。     

塔河油田硬脆性泥岩井壁稳定性研究

利用现场测井资料和真三轴岩石力学实验得到的岩石力学参数,结合库伦摩尔准则和地应力分析,获得该地区三压力剖面曲线,由此取得安全钻井液密度窗口。在现场应用中取得了良好的效果。     

尼日尔Agadem区块Kaola-1D井井壁失稳分析

尼日尔Agadem区块,地质条件复杂,井壁失稳严重,易造成起下钻阻卡、沉砂卡钻、下套管下不到底等井下复杂情况。其中,Kaola-1D井井塌情况尤为严重,二开扩大井眼占该开次的90%,频繁引发井下复杂情况,严重影响井身及固井质量。本文通过分析该井的测井数据,通过岩石力学相关理论计算出三压力剖面,再结合井径数据、地层岩性、钻井液性能及该井井塌特点,分析了失稳原因,认为主要原因为:一、部分井段钻井液密度低于地层坍塌压力,造成应力垮塌;二、部分井段裂隙发育好,地层呈破碎性,钻井液体系封堵性不足,造成钻井液进入地层,引发岩石强度降低,坍塌压力升高,造成井壁失稳;三、水力参数设计偏低,造成岩屑在井筒堆积,在钻进过程中,产生较大的压力波动,从而诱发井塌。     

影响钻井液封堵性能因素研究

当钻井液与井壁地层接触,如果钻井液泥饼质量和封堵性能不好,滤液侵入地层会导致孔隙压力升高和地层岩石力学性质发生变化。由于孔隙压力升高和地层岩石力学性质的变化,改变了井筒围岩的应力分布,引起井壁岩石强度的降低,导致地层坍塌压力的升高,当井壁岩石所受到的周向应力超过岩石的剪切强度时,就会发生井壁坍塌。可见提高钻井液封堵性能,减少滤液侵入,有利于抑制地层水化,控制井壁坍塌压力的升高,保持井壁稳定。本文从室内实验着手,开展影响钻井液封堵因素的研究,通过大量实验得出钻井液对地层的封堵效果受以下等因素控制。     

应用测井资料计算地应力以及地层破裂压力——以库车坳陷克拉A井解释为例

在石油勘探开发过程中,人们越来越认识到地应力方向的重要性。水力压裂缝的延伸方向以及注采井网合理布置等,都和地应力的方向有密切关系。现今地应力方向及其大小对于钻井工艺设计、储层压裂改造和开发设计等都具有重要意义。利用DSI测井资料可以获取地层的纵、横波资料,进行岩石机械特性参数计算,依据岩石力学原理,可计算地应力及预测地层破裂压力。     

岩石特性参数随孔隙压力变化的预测研究

地层岩石骨架、地层流体及孔隙压力系统组成一个统一整体,改变任何一方都将改变岩石特性参数。在地层条件下,孔隙压力系统易发生改变,研究孔隙压力与岩石特性参数之间的定量关系对准确预测坍塌、破裂压力,指导现场安全钻进具有重要意义。本文利用有效应力原理及有效应力与声波速度的正相关关系,确定孔隙压力与声波时差之间存在定量关系,结合伽马测井、密度测井等得到岩石特性参数随孔隙压力变化的计算模型。通过实例验证计算,结果表明:该方法得到的岩石特性参数变化规律与室内岩心实验获得规律完全一致——岩石粘聚力、单轴抗压强度、弹性模量及抗拉强度与孔隙压力正相关,内摩擦角及泊松比与孔隙压力负相关。该方法具有岩心实验无法比拟的优点:计算过程简单,无需岩心,获取岩石特性参数剖面成本低,能够进一步准确预测坍塌、破裂压力剖面。     

张家垛油田地应力分布规律研究

张家垛油田断层发育较好,发生的复杂情况比较多。钻井过程中阻、卡频发,井壁失稳。通过方法优选采用岩石声发射Kaiser效应试验法来求取适合张家垛油田的构造应力系数,同时结合测井资料利用分层地应力的解释模型得出该油田地层地应力的分布规律。所得到的该油田的地应力分布规律情况为下一步掌握地层三压力剖面,并最终确定安全泥浆密度窗口提供依据。     

井壁稳定性分析研究进展

泥页岩井壁失稳一直是钻井工程中还未得到彻底解决的世界难题,井壁失稳不仅会延长钻井周期,而且还会提高钻井成本,因此对井壁坍塌机理的研究具有重要意义。泥页岩井壁稳定性可以从化学和力学两个方面进行研究,化学方面可以通过分析岩石的组构和理化性能,为防塌钻井液的抑制性设计提供依据;而力学方面通过测井资料计算岩石的力学性能,例如弹性模量、泊松比、内摩擦角、抗拉强度等,进而确定钻井液的安全密度窗口。     

大直径侧壁开孔玻璃钢膜壳的强度分析

复合材料结构复杂的局部区域手工力学计算较难实现,本文对内径460mm、长度9m、侧壁开直径114mm孔的玻璃钢膜壳,采用MSC.PATRAN和MSC.NASTRAN软件进行了应力和应变分析,对开孔、端头等复杂受力区域的应力应变进行了计算,并据此对产品铺层进行了修正。修正后的产品通过了ASME验证,即在66℃介质中疲劳循环105次后,通过6倍工作压力的爆破检验（50MPa）。     

X区块钻进复杂情况分析与研究

X区块在钻进过程井壁稳定性差,导致频繁的阻卡、井漏等复杂情况。本文从复杂情况统计分析入手,根据测井资料分析了该区块部分井的井径扩大率,结合地层的理化试验为基础,分析总结了X区块钻井复杂情况的根本原因,为今后该区块及邻近区块高效钻进提供参考与借鉴。     

煤层气钻井井壁失稳机理与防塌钻井液技术

在煤层气钻井施工过程中,如果受到地层应力、施工条件、岩石性质等因素的影响,就容易发生卡钻、井眼坍塌等事故,通过应用钻井液性能维护技术,能够降低煤层塌方几率。对此,首先对煤层气钻井井壁失稳机理进行介绍,然后采用实验分析方式,对防塌钻井液技术的性质、应用要点和效果进行详细探究,以期为井壁稳定工作提供借鉴性方案。     

金刚石材料钻杆接头防磨带可行性研究

通过分析钻杆井下运动状态得出钻杆接头磨损机理,从理论上分析了聚晶金刚石作为钻杆接头耐磨材料的可行性。利用摩擦磨损试验机,模拟钻杆接头井下工况;通过防磨带试件分别与套管或岩样进行摩擦试验,模拟钻杆与套管或钻杆与裸眼段井壁的摩擦。通过使用水和钻井液两种不同的润滑液模拟不同润滑条件,得出润滑液对金刚石防磨带耐磨性的影响效果。试验结果表明,长方形金刚石防磨带设计合理,有良好的耐磨性能及保护套管的作用。     

延长气田井壁失稳机理研究

通过对延长气田地层岩心进行矿物组份和理化性能以及声波时差、密度、电阻率等测井数据分析得出,延长气田地层属于属硬脆性泥页岩地层,内部微裂缝比较发育,结合安全钻井液密度窗口计算结果得出,适当的提高钻井液的密度和封堵性,可减缓了钻井液沿微裂缝向地层的侵入,钻井液液柱压力可以长时间的保持对井壁的有效支撑,防止井壁坍塌。     

利用测井资料计算基于三轴实验的岩石力学参数

三轴岩石力学实验得到的静态岩石力学参数较真实地反映了地层岩石机械特性。利用有限的实验数据和丰富的测井资料,经岩心归位、动静态岩石力学参数转换,建立了工区岩石力学参数的测井计算关系式,由此获得关键井的连续岩石力学参数剖面。对比发现,测井计算值与归位后的实验值具有相同变化趋势,相对误差较小,可推广应用到工区其他井。     

快速钻井技术在延长气田的应用

延长气田岩石硬度大,地层复杂,机械钻速低,井漏、井塌也时有发生。通过钻头优选,参数优化,机械钻速大幅提高;改良钻井液体系,钻井液基本能适应该区域的钻井要求;强化堵漏措施,减少了非生产时间,节约了钻井成本;确立合理的钻井液密度,加强钻井液封堵性能,很好地预防了井壁失稳。经过现场试验,钻井速度显著提高,井下复杂情况明显减少,表明效果良好。