大慶致密油區(qū)塊青山口組、泉頭組頁巖容易發(fā)生井壁失穩(wěn)情況。目前用于評(píng)價(jià)頁巖井壁穩(wěn)定性的常規(guī)方法為熱滾分散和線性膨脹實(shí)驗(yàn)。此類實(shí)驗(yàn)通常存在人為缺陷,會(huì)誤導(dǎo)對(duì)頁巖膨脹活性的認(rèn)識(shí)和配伍性流體的選擇。采用更接近井下地層條件的3種實(shí)驗(yàn)方法(多級(jí)三軸應(yīng)力實(shí)驗(yàn)、壓力傳遞實(shí)驗(yàn)(PTT)、厚壁圓筒實(shí)驗(yàn)(TWC)),對(duì)大慶致密油頁巖進(jìn)行研究。通過多級(jí)三軸應(yīng)力實(shí)驗(yàn),繪制摩爾-庫倫破壞包絡(luò)線,確定了維持井壁穩(wěn)定性所需鉆井液密度。壓力傳遞實(shí)驗(yàn)反映了特定流體系統(tǒng)中所預(yù)期的鉆井液壓力侵入速率和孔隙壓力升高的延遲情況。厚壁圓筒實(shí)驗(yàn)研究了過平衡壓力下暴露在鉆井液中的巖心樣品的破壞特性。這3種實(shí)驗(yàn)方法,模擬了在鉆井過程中鉆井液對(duì)井下頁巖地層應(yīng)力的影響,對(duì)研究井壁穩(wěn)定性的影響因素更具指導(dǎo)意義。

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圖3 三軸應(yīng)力實(shí)驗(yàn)受力圖和鉆井液破壞包絡(luò)線

從井壁穩(wěn)定性角度來看，目前大慶油田使用的鉆井液密度方案可以維持初始的井壁穩(wěn)定性。然而在目前的鉆井過程中，主要的問題是隨著時(shí)間推移會(huì)出現(xiàn)井壁失穩(wěn)，包括井壁崩落、井筒坍塌和卡鉆等，如圖3所示。這可能是鉆井液壓力滲透導(dǎo)致的。測(cè)試的頁巖樣品的楊氏模量、泊松比、剪切模量、三軸體積模量和抗壓....

圖4 基于最大抗壓強(qiáng)度的破壞包絡(luò)線

測(cè)試的頁巖樣品的楊氏模量、泊松比、剪切模量、三軸體積模量和抗壓強(qiáng)度分別為13789MPa、0.27、5447MPa、10204MPa和69.66MPa。屈服摩擦角、內(nèi)聚力和單軸抗壓強(qiáng)度值分別為35.3°、17.4MPa和66.5MPa，如表1、表2所示。這些得到的....

圖5 大慶現(xiàn)場(chǎng)鉆井液壓力傳遞實(shí)驗(yàn)結(jié)果

壓力傳遞實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明（見圖7～圖8），采用高性能水基鉆井液以及偶爾使用含硅酸鹽的高性能水基鉆井液段塞進(jìn)行循環(huán)，可以在一定程度上提高大慶頁巖的井壁穩(wěn)定性。此外，通過更快的鉆井和下套管來減少裸眼時(shí)間也會(huì)減少井壁失穩(wěn)造成的鉆井復(fù)雜情況。圖6合成基鉆井液壓力傳遞實(shí)驗(yàn)結(jié)果

圖6 合成基鉆井液壓力傳遞實(shí)驗(yàn)結(jié)果

圖5大慶現(xiàn)場(chǎng)鉆井液壓力傳遞實(shí)驗(yàn)結(jié)果圖7高性能水基鉆井液的壓力傳遞實(shí)驗(yàn)結(jié)果

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