碳酸盐岩地层井眼失稳防治对策研究

碳酸盐岩地层井眼失稳防治对策研究

一、防止碳酸盐岩地层井壁失稳的对策研究(论文文献综述)

王方智,董长银,白晓飞,周博,王鹏,钟婷[1](2022)在《哈拉哈塘碳酸盐岩储层井壁失稳动态评价及失稳形态分析》文中研究表明井壁失稳是碳酸盐岩储层钻完井及开发过程中十分常见的工程难题。塔里木盆地哈拉哈塘油田奥陶系碳酸盐岩油藏油井井壁失稳、出泥砂严重,井壁失稳给油井投产、生产等带来一系列问题。为了对失稳现象进行有效分析,明确失稳来源和失稳形态,发挥油井产能,基于工程表象和作业数据提出井壁失稳程度动态评价指标体系,在生产动态和探冲砂作业基础上,形成井壁失稳动态评价方法。利用井壁失稳程度的动态评价方法分析109口失稳井的井壁失稳特征,借助冲捞砂样和储层岩心分析井壁失稳形态。结果表明,哈拉哈塘油田失稳主要为非生产层组的垮塌和生产层组裂缝、孔洞中充填泥砂的产出,失稳形态主要以坍塌掉块和流体携带泥砂产出为主。钻新井时先对产层采用悬挂筛管防砂完井,封隔吐木休克组等易坍塌地层,再对老井的裸眼井进行探泥砂、冲捞砂作业,清理沉积物获得产能并进行合理参数的筛管二次完井。

金军斌,欧彪,张杜杰,王希勇,李大奇,王逸[2](2021)在《深部裂缝性碳酸盐岩储层井壁稳定技术研究现状及展望》文中研究说明深部裂缝性碳酸盐岩油气藏是目前中国油气增储上产的重要领域。由于地质条件复杂,地层孔、缝、洞发育,井壁失稳一直是困扰深部裂缝性碳酸盐岩油气藏高效勘探开发的突出问题。以塔里木盆地顺北区块深部裂缝性碳酸盐岩油气藏为背景,系统介绍了其工程地质特征及井壁失稳情况,从井壁失稳机理和井壁稳定控制方法2个方面对国内外深部碳酸盐岩地层井壁稳定技术研究现状进行了总结。复杂的地应力环境、天然裂缝发育导致的岩体力学强度劣化是深部碳酸盐岩地层井壁失稳的重要影响因素;通过提高钻井液封堵和化学固壁能力,合理优化钻井液密度和工程参数能够一定程度上起到稳定井壁的作用;建议深化深部裂缝性碳酸盐岩地层热流固化多场耦合井壁稳定分析模型研究,深刻揭示井壁失稳机理,加快研发耐高温高强度井筒固壁核心处理剂,从而有力保障深层超深层裂缝性碳酸盐岩油气藏的勘探开发。

折海成[3](2020)在《页岩井壁多因素扰动细观损伤特性及稳定性研究》文中提出页岩气是一种清洁、高效的能源资源和化工原料。我国页岩气储量丰富,居全球第一,有必要加大页岩气的勘探开发力度。但是,页岩地层在钻井过程中频繁发生井壁失稳、井下故障和复杂,严重影响了页岩气勘探开发。引发页岩地层井壁失稳因素包括复杂的井壁围岩地质环境和应力状态以及页岩层理/裂缝十分发育,还包括钻井施工过程对井壁围岩产生如开挖应力卸荷、地层热交换、页岩水化和钻井施工动力等多方面扰动。本文以涪陵气田焦石坝地区龙马溪组地层为例,综合运用分析测试、仿真计算、模拟实验、理论分析等手段,考察了龙马溪组页岩试样矿物成分、岩心岩貌和层理结构对页岩力学性能的影响;研究了页岩气井钻井施工过程中扰动因素如何引起井壁应力状态变化和岩石力学强度劣化,明确了试样表面和内部孔隙和裂缝的发育与扩展演化规律;建立了页岩扰动统计损伤模型和损伤本构模型,及井壁围岩抗剪和抗拉破坏准则,可以预测井壁围岩的坍塌压力和破裂压力,为石油企业提供井壁失稳预警,实现钻井全周期内安全平稳的钻进提供理论指导。取得的主要研究成果如下:(1)通过采用扫描电镜、图像数字化分析软件和核磁共振等现代微细观测试技术,提出了一种按照dmax/dmin比值分类考察试样表面孔隙和裂缝演化扩展发育和以T2能谱与孔径分类考察试样内部孔隙和裂缝演化扩展发育的损伤定量化方法,并利用T2能谱信号强度推导出试样孔隙率计算公式。并将系统研究了钻进施工过程中动力冲击扰动、应力卸荷扰动、地温传递扰动和页岩水化扰动后的页岩试样表面和内部微细观孔隙和裂缝的损伤演化特性,可以揭示页岩受各种扰动微细观损伤的深层机理。(2)通过理论分析、力学推导和计算仿真的方法,分别分析了由机械钻井破岩、钻柱振动碰摩、地层应力卸荷、地层温度热传递和页岩水化等因素扰动下的井壁上的附加应力场分布规律。并结合室内模拟试验,考察动力冲击扰动、应力卸荷扰动、热传递扰动和页岩水化扰动后的试样表面和内部不同类型的孔隙和裂缝所占比例变化规律,研究试样微细观孔隙和裂缝的发育与扩展演化规律,揭示了各种扰动损伤宏观力学机理:动力冲击扰动损伤属于动剪切力扰动,损伤演化行为是以中、大优势孔隙的剪切错动扩展为主;应力卸荷扰动损伤是属于静剪切力扰动,损伤演化行为也是以中、大优势孔隙的剪切错动扩展为主,且具有扰动集聚区;热传递扰动损伤是属于体缩拉伸致裂,产生张拉裂痕为主,损伤演化行为是以整体微、中、大孔隙都有扩展发育,没有优势孔隙和局部化效应;页岩水化扰动损伤属于体积膨胀挤拉致裂,损伤演化行为是以微小孔隙发育和扩径为主。(3)基于各因素扰动后页岩试样体变和力学性质的劣化响应,采用连续损伤理论和强度统计理论相结合,以体积膨胀率作为考察变量,建立了页岩各因素扰动统计损伤模型。在某一种因素扰动作用后,再通过三轴压缩试验继续讨论页岩加荷作用下的损伤劣化规律,本文以动力扰动和加荷下岩石的总损伤变量代入到损伤本构方程,建立了基于Drucker-Prager损伤准则的页岩动力扰动-加荷耦合统计损伤模型和统计损伤本构模型。(4)将地层影响因子和总扰动损伤变量代入Mohr-Coulomb强度准则和抗拉强度准则,建立了考虑多因素扰动损伤井壁围岩抗剪切破坏准则和抗拉破坏准则,可以确定井壁围岩的坍塌压力、破裂压力计算模型,以及井壁失稳预警系统,为石油企业技术应用提供理论指导。

王晓阳[4](2020)在《致密砂岩地层井壁失稳机理及对策》文中研究指明井壁失稳问题是石油钻井行业中普遍性的难题,几乎世界上所有的油气田都会存在井壁失稳问题。钻井过程中,井壁失稳会引起阻卡、卡钻、井漏等一系列复杂事故,严重时甚至导致井眼报废,每年井壁失稳都会造成巨大的经济损失,严重制约了油气勘探行业的发展。中国西北部某油田区块白垩系巴什基奇克组致密砂岩储层探明气储量丰富,地层压力高,产能稳定,该区块是我国重要的致密砂岩气产区之一。但在致密砂岩储层钻井过程中的井壁失稳问题严重制约了致密砂岩气勘探开发进程,其中主要问题包括:地层异常高压系数难确定,井壁稳定分析缺少关键参数;基于静态孔隙弹性力学的传统井壁稳定理论没有考虑固体、流体的惯性,无法从本质上解释动态井筒载荷条件下井壁失稳现象,造成坍塌压力预测不准确;对油基钻井液条件下致密砂岩地层强度弱化机制缺乏研究,对致密砂岩储层井壁围岩破坏相关的油基钻井液关键参数不明确,缺少针对致密砂岩储层的油基钻井液性能优化方法的研究。本文针对以上问题,在理论和室内试验的基础上,主要完成了以下主要工作:(1)基于岩石纵波速度方程的致密砂岩地层孔隙压力预测模型基于Man的应力条件下线弹性理论,结合Biot孔隙弹性理论,推导出了受应力条件下多孔介质纵波速度方程。在理论上解释了岩石纵波速度对声波传播方向所受应力最为敏感。在纵波速度方程基础上建立了三轴压缩条件下岩石纵波速度与应力的关系模型,并利用岩石力学实验室GCTS等设备开展相关试验研究,对岩石纵波速度模型进行了验证。测试了岩石纵波速度随轴压、围压和孔压的变化规律,分析岩石纵波速度的响应特征。建立了基于纵波速度方程的孔隙压力预测模型,对研究井区异常高压地层的孔隙压力系数进行预测。(2)致密砂岩储层井壁失稳的动态孔隙弹性机理基于Biot孔隙弹性动力学理论,考虑固体、流体的压缩性、惯性及黏滞耦合作用,建立了表征非均匀应力场地层中动态井筒载荷条件下井壁围岩动力响应的孔隙弹性动力学模型,通过模型分解,拉普拉斯变换、位移变换等方法,得到非轴对称井周应力的解析解,分析了动态井筒载荷下井周应力场的波动现象,揭示了井壁岩石孔隙弹性动力学响应机制,重点研究了井壁围岩的潜在剪切破坏区域。详细研究了孔隙弹性参数,地应力和周期性载荷参数等因素对井壁围岩剪切破坏响应的影响规律,研究结果为动态井筒载荷条件下井壁稳定分析提供了理论基础。(3)维持致密砂岩地层岩石强度的油基钻井液性能优化基于断裂力学理论,分析了岩石微裂缝的复合扩展机理,从润湿性角度研究了油基钻井液条件下导致岩石强度下降的关键因素,揭示了油基钻井液条件下井壁围岩弱化的机制。通过开展润湿性实验,研究了油基钻井液条件下润湿性的影响规律,重点研究了油基钻井液参数油水比和破乳电压的影响,提出了岩石润湿性的表征模型。建立了基于润湿性的维持井壁围岩强度的油基钻井液性能优化方法,对研究区块目标地层对油基钻井液性能进行了优化评价。

李成,白杨,于洋,许晓晨,范胜,罗平亚[5](2020)在《顺北油田破碎地层井壁稳定钻井液技术》文中研究指明针对顺北油田多口井钻遇破碎地层时发生坍塌掉块、阻卡频繁的技术难题,开展了地质研究、钻井液对策和室内优化研究及现场应用。研究发现,破碎地层岩性为非黏土矿物,钻井液或滤液侵蚀后使自发育孔缝网易增压连通,使层理界面黏合力降低,单元变得松散,进而诱发大规模剥落掉块和坍塌卡钻等。在岩性组成无黏土矿物但应力集中且地层破碎的基础上,实现亚微米-微米级(0.1~100μm)全面有效封堵,遏制钻井液或滤液侵入井周地层孔缝,保证钻井液具有高效携岩性,是破碎地层钻井液稳定井壁的关键。以原四开抗高温聚磺钻井液为基础,进行室内配方优化,研发了适合破碎地层的井壁稳定钻井液。四开应用全程未出现掉块阻卡等钻井事故,安全顺利钻达设计井深8014 m,创该区块储层段钻时最短记录。顺北Y井现场应用表明,井壁稳定钻井液性能优异,可防止破碎地层坍塌失稳,推广意义重大。

刘厚彬,崔帅,孟英峰,邓虎,韩旭[6](2020)在《裂缝性碳酸盐岩微细观组构及力学性能研究》文中进行了进一步梳理针对川西马鞍塘—雷口坡组碳酸盐岩地层多口井发生不同程度井壁坍塌和掉块的情况,开展了该地区碳酸盐岩被钻井液浸泡前后微细观组构及力学性能变化研究,分析了井壁失稳原因。结果表明:马鞍塘—雷口坡组碳酸盐岩主要以方解石和白云石为主,膨胀性能较弱;该地区碳酸盐岩微裂缝、孔洞十分发育,相对于基岩,渗透率沿裂缝发育方向有显着提高,但裂缝的存在和走向对孔隙度无明显影响;钻井液浸泡效应对碳酸盐岩的力学性能影响不是特别明显,裂缝走向及力学弱面效应对碳酸盐岩力学性能影响最为显着,当裂缝倾角为60°时力学强度降至最低。该研究为评价裂缝性碳酸盐岩井壁稳定性提供了理论依据。

韩旭[7](2019)在《碳酸盐岩地层井壁垮塌机理及主控因素研究》文中指出碳酸盐岩储层作为油气藏开发的重要储层,在油气领域勘探开发中一直占有重要的地位,我国碳酸盐岩油气藏分布也比较广泛,碳酸盐岩油气藏的勘探开发比较活跃。在常规钻井工程中,井壁垮塌失稳一直是制约安全、快速钻井的主要难题之一。在碳酸盐岩地层中,一般井壁垮塌发生的较少,但是川西PZ气田以马鞍塘-雷口坡组碳酸盐岩地层为目的层的多口井发生了不同程度的坍塌和掉块,导致卡钻,制约了油气资源的高效开发。本文通过对该地区碳酸盐岩宏观特征及微观特征的研究、结合室内声学、力学实验对碳酸盐岩井壁垮塌机理进行了分析,引入地层完整性系数对地层强度开展了研究,建立了裂缝性碳酸盐岩坍塌密度的计算模型,指出了影响碳酸盐岩井壁垮塌的机理及主控因素。本文主要的研究内容及成果如下:(1)对PZ气田的碳酸盐岩的结构特征开展了研究。收集现场资料分析了该气田的地理位置信息、地层地质特征;通过实地踏勘,观察了该层位出露情况,结合井下取芯岩样,了解了地层的宏观结构;然后以XRD衍射试验和扫描电镜试验对该地区碳酸盐岩的微观组构及成分进行了分析。从宏观和微观上对该地区的碳酸盐岩的结构特征有了大致的了解。(2)针对碳酸盐岩的物化性能进行了实验分析。开展了膨胀性试验、孔渗试验以及三轴力学试验,三轴力学实验考虑了裂缝角度以及钻井液浸泡的影响。主要用以评价水化性能、渗流场以及裂缝走向对碳酸盐岩强度的影响。结果显示由于粘土含量低,碳酸盐岩水化作用的影响不明显,裂缝走向则对岩石强度影响较明显,同时不同角度的裂缝对渗透率也有影响。(3)对碳酸盐岩的地层完整性进行了研究。引入完整性系数来表征破碎性地层的破碎程度,利用室内实验分析了完整性系数的可行性,然后以现场测井数据为基础,分析了 5 口已钻井的地层完整性,结合双井径曲线对5 口井掉块卡钻的原因进行了分析。最后通过室内实验拟合了该地区碳酸盐岩地层的地层完整性系数与地层强度(即内聚力C)的经验公式。(4)对碳酸盐岩的坍塌密度进行了预测。基于前文研究,分析了井周围岩的有效应力场,建立了考虑地层完整性的坍塌密度计算模型,并以PZ113井的实钻数据对坍塌密度进行了计算分析,结果表明,渗流影响及地层破碎程度对碳酸盐岩地层的坍塌密度有较大影响,不考虑渗流及地层破碎时,坍塌密度大约在1.25 g/cm3左右;考虑渗流不考虑地层破碎程度时,坍塌密度大约在1.4 g/cm3左右;不考虑渗流考虑地层破碎程度时,坍塌密度在1.3-1.5g/cm3之间;同时考虑渗流及地层破碎程度时,坍塌密度在1.6-1.9 g/cm3之间。井壁渗流和破碎均会引起坍塌密度的上涨,并且地层破碎裂缝发育时,会加大渗流的影响,使坍塌密度增加的幅度加大。

田月昕[8](2019)在《长宁威远地区页岩气水平井水基钻井液体系研究》文中研究指明油基钻井液在页岩气井钻井中占据着主导地位,但随着人们环保意识的不断提高和为了增加经济效益,页岩水基钻井液逐渐成为人们关注的重点。常规水基钻井液体系对页岩水平井而言,其润滑性和井眼清洁能力较差,在造斜段和长水平段易出现高摩阻和高扭矩的现象,同时水相的侵入还会造成页岩水化和内部结构损伤破坏,引起井壁坍塌。这些问题严重制约了水基钻井液在页岩气开发中的应用。因此,针对页岩气层水基钻井液开展系统研究,对我国页岩气的开发具有重要意义。本文以长宁-威远地区龙马溪组页岩为研究对象,在对其组构特征及已钻井地质、工程资料进行系统研究和梳理分析的基础上,开展了页岩水基钻井液的封堵剂、降滤失剂、抑制剂和润滑剂的评价和优选。通过大量的配伍性实验,初步研制出了可用于该页岩气层水平井钻井的水基钻井液体系。取得了以下认识和成果:(1)长宁-威远龙马溪组页岩的矿物组成以石英和黏土矿物为主,其中黏土矿物主要以伊利石为主,并含有少量伊/蒙混层和绿泥石。受压实作用影响,页岩矿物颗粒胶结致密,岩石内部发育有大量微孔隙和微裂缝。因此,“有效封堵”和抑制水化是页岩水基钻井液性能设计与优化中必须解决的关键问题。(2)通过API和HTHP滤失量实验优选出了降滤失效果最好的微纳米封堵剂LAT和ReduSH分别作为页岩水基钻井液的封堵剂和降滤失剂;经抑制膨润土造浆率实验、热滚实验优选出表面水化抑制剂UHIB作为页岩水基钻井液用抑制剂;通过粘滞系数测定仪测定相关系数后选用键合型润滑剂作为页岩水基钻井液用润滑剂。经大量配伍性实验建立页岩水基钻井液体系:3%土浆+0.5%NaOH+5%PEG+3%LAT+3%UHIB+7%KCl+3%ReduSH+3%键合型润滑剂+0.8%SP-80+重晶石。(3)经性能评价实验可知,所研制的页岩水基钻井液体系的封堵能力和抑制性能均较好,并具有良好的润滑性能,其井壁稳定能力强于长宁地区现使用的聚磺和聚合物钻井液体系,而弱于油基钻井液体系,同时具有良好的抗污染能力及对环境无污染。

邓富元[9](2019)在《钻井液侵入泥页岩地层规律及其对井壁稳定性影响研究》文中提出油基钻井液稳定井壁效果突出,但因其成本高、钻屑处理困难和对环境影响大等缺点,现场应用受限。钻井过程中遇到的沉积岩绝大部分是以泥页岩为主,泥页岩具有低孔低渗易水化的特点,当水基钻井液与泥页岩接触后,在钻井压差、毛管力和化学势差等因素的共同作用下,钻井液会侵入到泥页岩地层中,使近井壁地带的孔隙压力和岩石的受力状态发生改变,由此引发泥页岩地层井壁失稳,从而导致井下复杂情况。在现有研究中,主要研究了单因素作用下的钻井液侵入地层规律及其对井壁稳定性的影响,鲜有考虑多因素综合作用下的钻井液侵入规律及水化-渗流耦合作用下的井壁失稳研究,未能完全揭示泥页岩地层的失稳规律。因此,开展多因素作用下的水基钻井液侵入泥页岩地层规律研究意义重大,能够为泥页岩地层的井壁失稳机理和制定泥页岩地层稳定工程技术对策提供理论依据。本文在国家自然科学基金面上项目(编号:51574202)的支持下,通过理论研究和数值分析开展了多因素综合影响下的泥页岩地层钻井液侵入规律及其对井壁稳定性的影响研究,完成的主要工作和取得的主要成果有:(1)根据泥页岩的形成过程,结合泥页岩的物理化学性质,明确了自由水进入泥页岩后发生膨胀的作用机理。(2)结合流体动力学原理,在低孔低渗泥页岩地层中,形成泥饼所需压差超过实际液柱压差,井壁泥饼不易形成;基于该假设,以渗流力学为基础,建立了泥页岩水层在压差和化学势作用及泥页岩油层在压差和毛管力作用下的钻井液侵入模型,分析结果表明:钻井液溶质浓度高于地层溶质浓度时,近井带地层溶质浓度随钻井时间的增大而增加,地层孔隙压力随径向距离的增大呈先减小后增大的变化趋势。(3)建立了考虑渗流和水化共同作用下的泥页岩地层井周应力预测理论模型,并采用隐式差分法对模型进行求解,得到了不同条件下的井周应力的变化规律,结果表明:考虑水化作用后近井壁地层径向应力增加,周向应力先降低后增加;随着钻井时间的增加,水化半径变大。(4)以Mohr-Coulomb准则为井壁垮塌失效判断依据,建立了考虑渗流和水化共同作用下的泥页岩井壁坍塌压力预测模型,模型分析结果表明:当同时考虑水化和渗流作用时,泥页岩井壁坍塌压力存在坍塌周期;当钻井时间较短且考虑水化时,井壁稳定性好;当钻井时间较长时,考虑水化作用坍塌压力高于不考虑水化时的坍塌压力。通过本文的理论研究,明确了泥页水层和油层的水基钻井液侵入规律及其对井壁稳定性的作用原理,研究成果能够为页岩油气的安全经济钻探提供理论依据。

陈亮[10](2018)在《元坝地区陆相地层气体钻井提速工艺研究》文中认为四川盆地元坝地区是迄今为止国内埋藏最深的气田,该地区天然气含量丰富。但上部蓬莱镇-沙溪庙组地层易产生井壁失稳,且坍塌应力低;下部自流井组-须家河组地层可钻性差,岩石致密、强度高、研磨性强;陆相井因地质情况特殊,在前期施工井中,频发井下故障和复杂情况,这会增加处理复杂地层的时间,耽误钻井时效,从而制约提速。此外,在元坝地区陆相地层开展气体钻井还面临着以下具体问题:浅层出水,常出现泵压上升、扭矩增大、上提下放遇阻情况,易发生复杂情况;沙溪庙组底层砂泥岩频繁互层,须家河地层砂泥岩、页岩互层,夹煤层,地层压力高,内聚力高,易发生井壁失稳;千佛崖、自流井、须家河组多套气层,特别是须家河组有高压气层,地层产气量高,易发生井下燃爆等。因此,非常有必要在该地区开展气体钻井可行性评价,及其施工过程中的井壁稳定性研究。本文首先对陆相地层进行了可钻性评价分析,分析了气体钻井提速原理。气体钻井过程中,井底岩石受力状态由受压改变成受拉,岩屑压持效应减弱,钻头破碎岩石的效率增加,通过计算得出气体钻井环境下岩石可钻性降低1-4级,提速潜力巨大。其次对陆相地层进行井壁稳定性评价,分析岩石力学特征以及储层三压力剖面,结合气体钻井内聚力,建立稳定性评价模型,通过对试验井数据的计算分析地层稳定性情况,得出具备开展气体钻井的井眼条件。最后根据井壁稳定性和地层产出流体情况,优选实施气体钻井层位,设计井身结构,优化注气参数,编制施工气体钻井施工方案和过程控制方案。本文的完成为在元坝地区陆相地层成功实施气体钻井提供了保障,为元坝地区陆相地层开展气体钻井提供可行的技术支持,对促进元坝地区勘探开发进程发挥一定的指导意义。

二、防止碳酸盐岩地层井壁失稳的对策研究(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、防止碳酸盐岩地层井壁失稳的对策研究(论文提纲范文)

(1)哈拉哈塘碳酸盐岩储层井壁失稳动态评价及失稳形态分析(论文提纲范文)

1 井壁失稳动态评价方法
    1.1 哈拉哈塘油田井壁失稳概况
    1.2 井壁失稳程度动态评价指标体系
        1.2.1 评价周期的确定
        1.2.2 评价指标计算方法
2 井壁失稳及其关联因素分析
    2.1 总体失稳严重程度分析
    2.2 失稳主控因素关联分析
        2.2.1 井型与完井方式对井壁稳定性的影响
        2.2.2 吐木休克组地层对井壁稳定性的影响
        2.2.3 井眼特征对井壁稳定性的影响
3 井壁失稳形态分析
    3.1 失稳冲捞砂样粒度对比分析
    3.2 宏观失稳模拟实验形态分析
        3.2.1 单轴抗拉实验
        3.2.2 三轴压缩实验
    3.3 哈拉哈塘井壁失稳形态分析
4 结论与认识

(2)深部裂缝性碳酸盐岩储层井壁稳定技术研究现状及展望(论文提纲范文)

1 典型深部碳酸盐岩井壁失稳现状分析
2 深部碳酸盐岩地层井壁失稳机理
    2.1 力学失稳机理
        2.1.1 静力学失稳机理
        1)岩石力学性质
        2)裂缝发育程度
        2.1.2 动力学失稳机理
    2.2 力学-化学耦合失稳机理
3 深部碳酸盐岩地层井壁稳定技术
    3.1 钻井液封堵能力提高
    3.2 优化钻井液密度
    3.3 提高井壁强度
    3.4 优化工程参数
4 深部碳酸盐岩地层井壁稳定技术展望
    1)深部碳酸盐岩地层井壁失稳机理需要进一步明确。
    2)深部裂缝性碳酸盐岩地层井壁稳定性模型需要深化研究。
    3)耐高温高强度井筒固壁核心处理剂及施工工艺需要尽快建立。
5 结语

(3)页岩井壁多因素扰动细观损伤特性及稳定性研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景、选题目的和意义
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 选题目的和意义
    1.2 页岩井壁稳定性研究进展
        1.2.1 页岩井壁稳定性力学机理研究
        1.2.2 页岩井壁稳定性力学化学耦合研究
        1.2.3 页岩井壁围岩受钻井施工扰动影响研究
        1.2.4 页岩井壁失稳研究存在的问题
    1.3 扰动状态概念理论研究
        1.3.1 扰动状态概念在岩土工程中的应用
        1.3.2 扰动状态概念理论的优点和缺点
    1.4 细观统计损伤理论研究
    1.5 研究主要内容、技术路线和创新点
        1.5.1 研究的主要内容
        1.5.2 研究思路与技术路线
        1.5.3 论文创新点
2 页岩地层岩石组构、强度及工程地质特性
    2.1 研究区块地质概况
    2.2 页岩矿物组分和微细观结构分析
        2.2.1 页岩矿物组分分析
        2.2.2 页岩微细观结构特征分析
    2.3 页岩岩石力学强度特性
        2.3.1 页岩硬度和塑性系数测试
        2.3.2 页岩单轴抗压强度测试
        2.3.3 页岩三轴抗压强度测试
        2.3.4 页岩直接剪切试验
        2.3.5 页岩抗拉强度测试
    2.4 研究区块页岩地层工程地质特性
        2.4.1 页岩地层流体物理化学特性
        2.4.2 页岩地层初始地应力及地层压力剖面预测
        2.4.3 页岩地层温度场
    2.5 本章小结
3 页岩井壁多因素扰动细观损伤及力学行为研究
    3.1 钻井机械动力作用对井壁围岩扰动分析
        3.1.1 钻头破岩对井壁围岩扰动分析
        3.1.2 钻柱振动对井壁围岩的扰动分析
        3.1.3 页岩动力扰动试验研究
    3.2 钻井应力卸荷对井壁围岩扰动分析
        3.2.1 页岩井壁围岩应力状态分析
        3.2.2 页岩卸荷扰动试验研究
    3.3 钻井液与地层温度传递对井壁围岩扰动分析
        3.3.1 井壁围岩温度场分布
        3.3.2 井壁围岩附加热应力场
        3.3.3 页岩热效应扰动试验研究
    3.4 页岩水化对井壁围岩扰动分析
        3.4.1 钻井液渗流扩散力学机理
        3.4.2 钻井液与井壁围岩的水化作用
        3.4.3 页岩水化动扰动试验研究
    3.5 本章小结
4 页岩井壁围岩多因素扰动损伤本构模型研究
    4.1 岩石统计损伤力学的基本理论
        4.1.1 常采用的岩石强度理论
        4.1.2 概率统计理论
    4.2 页岩各因素扰动统计损伤模型研究
        4.2.1 页岩各因素扰动统计损伤模型构建思路
        4.2.2 页岩各因素扰动统计损伤模型建立
    4.3 页岩各因素扰动与加荷耦合统计损伤模型和损伤本构模型研究
        4.3.1 页岩各因素扰动与加荷耦合统计损伤模型建立
        4.3.2 页岩动力冲击扰动与加荷耦合统计损伤本构模型建立
    4.4 页岩多因素扰动耦合统计损伤模型研究
        4.4.1 多因素扰动耦合总损伤变量
        4.4.2 钻井施工多因素扰动耦合总损伤变量建立
    4.5 本章小结
5 页岩井壁钻井多因素扰动损伤失稳研究
    5.1 页岩井壁围岩失稳力学机理
        5.1.1 井壁坍塌破坏机理
        5.1.2 井壁破裂破坏机理
    5.2 考虑多因素扰动损伤页岩井壁失稳力学分析
        5.2.1 井壁围岩总应力场分布
        5.2.2 井壁围岩主应力分布
        5.2.3 考虑多因素扰动损伤页岩井壁坍塌压力计算
        5.2.4 考虑多因素扰动损伤页岩井壁破裂压力计算
        5.2.5 页岩井壁失稳预警系统
    5.3 水化损伤井壁失稳周期确定
        5.3.1 页岩水化损伤变量确定
        5.3.2 页岩井壁坍塌周期的确定
        5.3.3 计算程序
        5.3.4 实例分析
    5.4 钻井液强化井壁技术
        5.4.1 钻井液强化井壁机理
        5.4.2 室内试验与配方优选
        5.4.3 现场应用及效果评价
    5.5 本章小结
6 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
附录
攻读博士学位期间主要研究成果及获得的荣誉
致谢

(4)致密砂岩地层井壁失稳机理及对策(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
创新点
第1章 绪论
    1.1 工程背景及研究意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 地层孔隙压力预测研究
        1.2.2 井壁失稳的孔隙弹性动力学机制研究
        1.2.3 钻井液对井壁稳定影响的研究
        1.2.4 致密储层油基钻井液体系的发展
    1.3 存在问题
    1.4 本文研究内容及研究思路
第2章 基于纵波速度方程的致密砂岩储层孔隙压力预测模型
    2.1 概述
    2.2 基于Man的应力下线弹性理论的纵波速度方程
        2.2.1 Man的预应力条件下的线弹性理论
        2.2.2 将Man的理论方程推广到孔隙弹性
        2.2.3 预应力条件下多孔介质中纵波速度方程
    2.3 岩石纵波速度模型
        2.3.1 岩石的纵波速度与应力关系模型
        2.3.2 室内试验验证
    2.4 基于纵波速度方程的孔隙压力预测模型
        2.4.1 关于岩石纵波速度-应力关系模型应用的讨论
        2.4.2 基于纵波速度方程的孔隙压力预测模型
    2.5 本章小结
第3章 致密砂岩储层井壁失稳的动态孔隙弹性机理
    3.1 概述
    3.2 数学模型
        3.2.1 本构方程和动态方程
        3.2.2 流体流动方程
        3.2.3 无量纲化控制方程
    3.3 模型求解
        3.3.1 场展开
        3.3.2 在Laplace域中的解
        3.3.3 数值方法
        3.3.4 模型验证
    3.4 井筒卸载后井周应力与压力动态响应
        3.4.1 恒定井底压力下钻开井眼后井周应力动态响应
        3.4.2 循环井筒载荷下钻开井眼后应力动态响应
    3.5 动态井筒载荷下的井壁围岩破坏分析
        3.5.1 动态井筒载荷下井壁围岩破坏
        3.5.2 破坏影响因素分析
    3.6 本章小结
第4章 维持致密砂岩地层岩石强度的油基钻井液性能优化
    4.1 概述
    4.2 油基钻井液条件下岩石强度弱化机制
        4.2.1 压力传递机制
        4.2.2 亚临界扩展机制
    4.3 地层润湿性试验评价
        4.3.1 钻井液参数对润湿性的影响
        4.3.2 岩石矿物组分对钻井液润湿性的影响规律
    4.4 基于润湿性原理的油基钻井液优化方法
        4.4.1 润湿性表征模型
        4.4.2 基于润湿性的油基钻井液优化方法和流程
    4.5 本章小结
第5章 现场应用与评价
    5.1 研究井区孔隙压力预测
    5.2 坍塌压力分析
    5.3 钻井液性能优化及评价
    5.4 本章小结
第6章 结论
参考文献
附录 A 岩石纵波速度实验数据
附录 B 岩石接触角测试结果
致谢
个人简历、在学期间发表的学术论文及研究成果
学位论文数据集

(5)顺北油田破碎地层井壁稳定钻井液技术(论文提纲范文)

0 引言
1 破碎地层地质研究
    1.1 地层简况
    1.2 岩性及构造分析
    1.3 井壁失稳机理分析
2 井壁稳定钻井液技术
    2.1 钻井液对策
        2.1.1 钻井液稳定井壁机理
        2.1.2 钻井液优化设计
        2.1.3 配套工程措施
    2.2 钻井液室内优化研究
        2.2.1 抗高温聚磺钻井液室内评价
        2.2.2 钻井液室内配方优化
        2.2.3 井壁稳定钻井液室内评价
3 现场应用
    3.1 钻井液性能
    3.2 录井分析
    3.3 测井分析
4 结论

(6)裂缝性碳酸盐岩微细观组构及力学性能研究(论文提纲范文)

0 引言
1 碳酸盐岩组成及理化特性
    1.1 岩石微细观组构特征
    1.2 岩石水理化性能
        1.2.1 碳酸盐岩孔渗性能实验
        1.2.2 碳酸盐岩膨胀性能实验
2 岩石力学特性测试分析
    2.1 岩石力学特性测试实验
    2.2 钻井液浸泡前后岩石力学实验结果
        2.2.1 基岩(A1、A2)实验结果
        2.2.2 干燥岩心(A1、B1)实验结果
        2.2.3 浸泡岩心(A2、B2)实验结果
        2.2.4 裂缝性碳酸盐岩(B1、B2)实验结果
3 结论及建议

(7)碳酸盐岩地层井壁垮塌机理及主控因素研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究目的与意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 井壁稳定国内外研究进展
        1.2.2 碳酸盐岩地层国内外研究进展
        1.2.3 裂缝性地层国内外研究进展
    1.3 主要的研究内容及创新点
        1.3.1 主要研究内容
        1.3.2 创新点
    1.4 研究技术路线图
第2章 碳酸盐岩地层地质特征研究
    2.1 区块地质特征研究
        2.1.1 PZ气田概况
        2.1.2 马鞍塘-雷口坡地层特征
        2.1.3 PZ气田井下垮塌情况
    2.2 碳酸盐岩地层宏观结构特征研究
    2.3 碳酸盐岩微细观结构特征研究
        2.3.1 XRD衍射分析
        2.3.2 扫描电镜分析
        2.3.3 碳酸盐岩薄片分析
        2.3.4 超景深体式显微镜分析
    2.4 本章小结
第3章 碳酸盐岩水理化及力学性能研究
    3.1 碳酸盐岩膨胀性试验
    3.2 碳酸盐岩孔渗性能试验
    3.3 碳酸盐岩三轴力学试验
        3.3.1 实验设备
        3.3.2 碳酸盐岩力学实验结果
        3.3.3 力学实验结果分析
    3.4 本章小结
第4章 碳酸盐岩地层完整性研究
    4.1 岩体完整性
        4.1.1 岩体完整性的定义
        4.1.2 完整性室内分析
    4.2 PZ气田碳酸盐岩地层完整性分析
        4.2.1 地层岩体完整性分析
        4.2.2 双井径曲线分析
    4.3 地层完整性系数与力学参数的关系
        4.3.1 实验方案
        4.3.2 经验公式
    4.4 本章小结
第5章 碳酸盐岩地层坍塌压力计算
    5.1 地层完整性对坍塌密度的影响
        5.1.1 各种应力引起的井壁围岩应力
        5.1.2 岩石强度准则
        5.1.3 坍塌压力计算模型
    5.2 现场应用
    5.3 本章小结
第6章 结论与建议
    6.1 结论
    6.2 建议
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果

(8)长宁威远地区页岩气水平井水基钻井液体系研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 M-I Swaco公司
        1.2.2 哈利伯顿公司
        1.2.3 贝克休斯公司
        1.2.4 Newpark公司
        1.2.5 新型纳米处理剂
    1.3 国内研究进展
    1.4 论文研究内容和技术路线
第2章 长宁与威远地区地质特征及页岩组构特征研究
    2.1 长宁地区地质构造特征及地层概况
        2.1.1 构造概况
        2.1.2 长宁地区钻遇地层概况
    2.2 威远地区地质构造特征及地层概况
        2.2.1 构造概况
        2.2.2 威远地区钻遇地层概况
        2.2.3 页岩埋藏深度及厚度
    2.3 页岩矿物组分特征
    2.4 页岩粘土矿物组分特征
    2.5 页岩微观结构特征
    2.6 长宁威远地区地层的异同点
        2.6.1 长宁与威远地区地层相同点
        2.6.2 长宁与威远地区地层不同点
    2.7 本章小结
第3章 长宁威远地区页岩气水基钻井液设计原理
    3.1 井壁失稳机理
        3.1.1 长宁-威远地区井壁失稳机理
    3.2 页岩气水平井钻井液技术难点及对策
        3.2.1 页岩气水平井钻井液技术难点
        3.2.2 页岩气水平井钻井液解决方案
    3.3 水平井水基钻井液体系设计
    3.4 本章小结
第4章 长宁威远地区页岩气水基钻井液室内研究
    4.1 封堵剂优选
    4.2 抑制剂优选
    4.3 降滤失剂优选
    4.4 润滑剂优选
    4.5 页岩水基钻井液体系配方的建立
    4.6 页岩水基钻井液性能评价
        4.6.1 封堵性能评价
        4.6.2 抑制性能评价
        4.6.3 润滑性能评价
        4.6.4 抗温性能评价
        4.6.5 抗污染性能评价
        4.6.6 生物毒性评价
    4.7 本章小结
第5章 页岩水基钻井液现场实施方案
    5.1 试验准备工作
        5.1.1 试验井基本条件
        5.1.2 试验井目标地层概况
    5.2 试验方案设计
        5.2.1 钻井液配方
        5.2.2 钻井液性能
    5.3 钻井液工作面临难点及主要技术对策
    5.4 钻井液配制维护预防措施
    5.5 试验流程及技术要求
    5.6 本章小节
第6章 结论与建议
    6.1 结论
    6.2 建议
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文

(9)钻井液侵入泥页岩地层规律及其对井壁稳定性影响研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究目的与意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 钻井液侵入地层规律研究现状
        1.2.2 泥页岩井壁稳定力化耦合理论研究现状
    1.3 主要研究内容
    1.4 技术路线
    1.5 创新点
第2章 泥页岩组成及理化性质研究
    2.1 泥页岩的形成过程
    2.2 泥页岩的组成
        2.2.1 泥页岩中矿物组成
        2.2.2 泥页岩中的水
    2.3 黏土矿物
        2.3.1 黏土矿物的晶体构造
        2.3.2 黏土矿物理化性质
    2.4 黏土矿物水化膨胀作用机理
        2.4.1 表面水化
        2.4.2 渗透水化
        2.4.3 毛细管作用力
    2.5 本章小结
第3章 水基钻井液侵入泥页岩地层规律研究
    3.1 泥饼形成机理
    3.2 压差下钻井液侵入泥页岩水层规律
        3.2.1 泥页岩水层稳定渗流
        3.2.2 泥页岩水层不稳定渗流
    3.3 考虑化学势作用下钻井液侵入泥页岩水层规律
        3.3.1 膜效率
        3.3.2 溶质对流扩散方程
        3.3.3 泥页岩水层中溶质扩散规律
    3.4 钻井液侵入泥页岩油层规律
        3.4.1 钻井液侵入泥页岩油层模型
        3.4.2 泥页岩油层钻井液侵入规律影响因素分析
        3.4.3 泥页岩油层含水量变化规律
        3.4.4 泥页岩油层孔隙压力变化规律
    3.5 本章小结
第4章 泥页岩地层井周应力分析
    4.1 井壁围岩应力状态
    4.2 原地应力在坐标系中的转换
        4.2.1 直角坐标系下原地应力转换
        4.2.2 柱坐标系下原地应力转换
    4.3 渗流作用下的井周应力
    4.4 考虑水化作用下的井周应力
        4.4.1 水化作用下的井周应力模型
        4.4.2 井周应力模型求解
    4.5 井周应力变化规律
        4.5.1 井周应力随井周角和径向距离变化规律
        4.5.2 井周应力随方位角和井斜角变化规律
    4.6 小结
第5章 泥页岩地层井壁失稳模型及其影响因素分析
    5.1 泥页岩地层水化后坍塌压力模型
    5.2 泥页岩地层水化后坍塌压力影响因素分析
        5.2.1 井眼轨迹对泥页岩坍塌压力的影响
        5.2.2 终了油相饱和度对坍塌压力的影响
        5.2.3 地应力对泥页岩井壁坍塌压力的影响
    5.3 泥页岩地层坍塌周期
    5.4 小结
第6章 结论及建议
    6.1 结论
    6.2 建议
致谢
参考文献
攻读学位期间学术成果及参与的科研项目

(10)元坝地区陆相地层气体钻井提速工艺研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 研究的目的及意义
    1.2 国内外气体钻井现状
        1.2.1 国外气体钻井现状
        1.2.2 国内气体钻井现状
        1.2.3 元坝地区陆相地层提速现状
        1.2.4 孕镶金刚石钻头+涡轮复合钻井技术
        1.2.5 螺杆+PDC复合钻井技术
        1.2.6 新型辅助破岩工具
        1.2.7 气体钻井
    1.3 研究内容及技术路线
        1.3.1 主要研究内容
        1.3.2 技术路线
第2章 元坝地区陆相地层气体钻井提速难题分析
    2.1 元坝地区陆相地层地质特征分析
        2.1.1 构造特征
        2.1.2 地层特征
        2.1.3 油气水特征
    2.2 气体钻井面临的难题
    2.3 小结
第3章 元坝地区陆相地层气体钻井提速潜力评价
    3.1 钻井液环境地层可钻性试验分析
        3.1.1 传统可钻性分析法
        3.1.2 测井资料预测岩石可钻性
        3.1.3 元坝地区陆相地层钻井液环境下可钻性剖面
    3.2 空气钻环境元坝地区陆相地层可钻性
第4章 气体钻井井壁稳定性评价
    4.1 岩石力学特性
    4.2 元坝陆相储层三压力剖面
    4.3 井壁失稳机理
        4.3.1 软弱岩体与破碎岩体力学失稳
        4.3.2 产液条件下的力学-化学耦合失稳
        4.3.3 产气条件下的动力学失稳
    4.4 地层产气情况下井壁稳定性研究
        4.4.1 稳定性模型
        4.4.2 稳定性评价
    4.5 实际工况下的井壁稳定性研究
        4.5.1 地层不产气不产液时的井壁稳定性研究
        4.5.2 地层产水又产气情况下井壁稳定性研究
        4.5.3 气体钻井转化为常规钻井时的井壁失稳分析
    4.6 实例分析
    4.7 小结
第5章 元坝地区陆相地层气体钻井提速方案及应用
    5.1 井身结构设计
    5.2 注气参数
        5.2.1 气体钻井流动理论模型
        5.2.2 泡沫钻井流动理论模型
        5.2.3 气体钻井设备及配套工具
    5.3 钻头选型方案
    5.4 空气钻井施工工艺及技术措施
        5.4.1 空气钻井工艺流程
        5.4.2 烘干井壁、试钻进
        5.4.3 气体钻井操作程序
        5.4.4 空气钻井技术措施
        5.4.5 燃爆监测工作
    5.5 泡沫钻井施工工艺及技术措施
        5.5.1 泡沫钻井使用原则
        5.5.2 泡沫钻井流程
        5.5.3 泡沫液配方
        5.5.4 泡沫的配制及性能要求
        5.5.5 泡沫钻井重点技术措施
    5.6 应急方案
        5.6.1 气体钻井复杂情况的判断及处理
        5.6.2 气体钻井转换方案
        5.6.3 气体钻井作业方式的转换方案
        5.6.4 雾化、泡沫钻井液钻井方式的转换方案
        5.6.5 转换方案总体说明
    5.7 元坝地区陆相气体钻井应用
第6章 结论与建议
    6.1 结论
    6.2 建议
致谢
参考文献

四、防止碳酸盐岩地层井壁失稳的对策研究(论文参考文献)

  • [1]哈拉哈塘碳酸盐岩储层井壁失稳动态评价及失稳形态分析[J]. 王方智,董长银,白晓飞,周博,王鹏,钟婷. 石油地质与工程, 2022(01)
  • [2]深部裂缝性碳酸盐岩储层井壁稳定技术研究现状及展望[J]. 金军斌,欧彪,张杜杰,王希勇,李大奇,王逸. 长江大学学报(自然科学版), 2021
  • [3]页岩井壁多因素扰动细观损伤特性及稳定性研究[D]. 折海成. 西安理工大学, 2020(01)
  • [4]致密砂岩地层井壁失稳机理及对策[D]. 王晓阳. 中国石油大学(北京), 2020(02)
  • [5]顺北油田破碎地层井壁稳定钻井液技术[J]. 李成,白杨,于洋,许晓晨,范胜,罗平亚. 钻井液与完井液, 2020(01)
  • [6]裂缝性碳酸盐岩微细观组构及力学性能研究[J]. 刘厚彬,崔帅,孟英峰,邓虎,韩旭. 特种油气藏, 2020(01)
  • [7]碳酸盐岩地层井壁垮塌机理及主控因素研究[D]. 韩旭. 西南石油大学, 2019(06)
  • [8]长宁威远地区页岩气水平井水基钻井液体系研究[D]. 田月昕. 西南石油大学, 2019(06)
  • [9]钻井液侵入泥页岩地层规律及其对井壁稳定性影响研究[D]. 邓富元. 西南石油大学, 2019(06)
  • [10]元坝地区陆相地层气体钻井提速工艺研究[D]. 陈亮. 西南石油大学, 2018(06)

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碳酸盐岩地层井眼失稳防治对策研究
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