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考虑有效膜压力的坍塌压力计算模型

陈颖杰; 王宇; 徐婧源; 马天寿; 韩雄; 刘阳 天然气工业 2016年第03期

摘要:川渝气区风险探井欠平衡井段的井眼扩径率普遍较高,井眼扩径率介于20%~30%,最高可达140%,增加了风险探井的钻探风险,而且欠平衡钻井井壁稳定的问题也尚未得到有效解决。为此,针对欠平衡井段井壁失稳机理开展了研究,提出了计算欠平衡钻井井壁坍塌压力的方法:通过引入有效膜压力系数,结合达西定律、地层流体状态方程、连续性方程,求解出井周压力分布解析解;依据叠加原理得到了井周应力分布模型,并采用Mohr-Coulomb准则推导出维持井壁稳定的最低钻井液密度计算模型;研究了欠平衡、过平衡、欠平衡转过平衡3种典型工况下的井周压力演化规律,并总结了欠平衡钻井井壁失稳的规律。结论认为:该模型反映了泥饼对井壁稳定的影响,由其计算得到的坍塌压力比常规模型计算所得的结果要高,说明有效膜压力系数对井壁坍塌的影响显著,而岩石强度(内聚力、内摩擦角)、地应力、岩石孔隙度等参数对井壁坍塌的影响则相对较小,采用该模型计算的结果更加符合现场实际。

关键词:川渝气区欠平衡钻井风险探井井壁稳定有效膜压力系数

单位:中国石油西南油气田公司勘探事业部; 中国石油西南油气田公司输气管理处; '油气藏地质及开发工程'国家重点实验室·西南石油大学; 中国石油川庆钻探工程公司钻采工程技术研究院

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