摘要：确定合理的井底负压差值对于欠平衡钻井至关重要.如果负压值过大,地面设备控制和处理困难,并可能导致地层坍塌、出砂,造成地层渗透率严重下降.因此,如何准确确定井壁失稳和储层损害的最大负压差,关系到欠平衡钻井工程的成败.文章根据岩石力学和渗流力学理论对井壁失稳的力学机理进行了分析,并基于摩尔-库仑准则建立了欠平衡钻井井壁失稳极限压差的数学模型.同时,针对欠平衡钻井储层伤害的问题,着重分析了储层应力损害的机理,首次提出并引入了井壁岩石破坏比的概念,通过大量岩心实验,得出井壁岩石渗透率与其所受应力之间的数学回归关系式和相应的极限压差数学模型.并结合新疆呼图壁气田呼3井和石南4003井2口井现场数据和相应地层层位的岩心力学实验数据,进行了实例计算模拟,此2口井的钻井实践证实了文章中欠平衡钻井井壁失稳和储层损害的最大负压差确定的理论方法和数学模型的正确性,表明该数学模型对欠平衡钻井设计具有重要的实用意义.

关键词：欠平衡钻井 井壁失稳 储层损害 负压差 数学模型 

单位：石油大学石油天然气工程学院，北京