基于井壁稳定控制建立井眼轨迹优化预测模型

发布时间：2018-11-27 08:32

【摘要】：通过线性规划最优解理论及井壁剪切破坏条件,建立了井眼轨迹优化的控制方程及提出相应的数值求取方法。研究表明:当地应力大小关系满足控制方程的临界条件时,正断层作用应力区域钻直井或沿水平最小地应力方位钻水平井时,两者井壁稳定性相同,该情形也发生在逆断层作用应力区域钻直井或沿水平最大地应力方位钻水平井,此外,走滑断层作用应力区域,水平井沿水平最大或最小地应力方位钻进时,其井壁稳定性也存在相同的可能性;另外,当水平最大地应力与上覆岩层压力比一定时,水平地应力比值(σh/σH)越大,正断层作用应力区域沿水平最小地应力方位,及逆断层作用应力区域沿水平最大地应力方位钻进的最优井斜角越小,反之,走滑断层作用应力区域,水平井的最优钻进方位与水平最大地应力方位夹角越大。研究成果有助于指导现场施工高效钻进。
[Abstract]:Based on the theory of optimal solution of linear programming and shear failure condition of wellbore, the governing equation of borehole trajectory optimization is established and the corresponding numerical method is put forward. The results show that when the relation of in-situ stress satisfies the critical condition of governing equation, the stability of both wells is the same when the horizontal well is drilled in the normal fault stress zone or the horizontal minimum stress azimuth is drilled. This situation also occurs when horizontal wells are drilled in reverse fault action stress areas or horizontal wells are drilled along horizontal maximum in-situ stress azimuth. In addition, when horizontal wells are drilled along horizontal maximum or minimum ground stress azimuth, when strike-slip fault action stress regions, horizontal wells are drilled along horizontal maximum or minimum geostress directions, The same possibility exists in the wellbore stability. In addition, the larger the horizontal stress ratio (蟽 h / 蟽 H) is when the ratio of the horizontal maximum ground stress to the overlying rock pressure is fixed, the minimum geostress orientation along the horizontal minimum stress direction of the normal fault is obtained. The smaller the slope angle of drilling along the horizontal maximum geostress azimuth, the greater the angle between the optimum drilling azimuth of horizontal well and the maximum horizontal stress azimuth in the stress area of strike-slip fault. The research results are helpful to guide efficient drilling in site construction.
【作者单位】：中国石油大学油气资源与探测国家重点实验室;中海石油(中国)有限公司天津分公司渤海石油研究院;
【基金】：国家自然科学基金项目“压裂液作用下页岩储层的摩擦特性及其对缝网形成的影响”(No.51504267);国家自然科学基金项目“页岩气钻探中的井壁稳定及高效钻完井基础研究”(U1262201)资助
【分类号】：TE21

【参考文献】

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2 吴超;臧艳彬;张东清;吴军;陈林;刘超;;定向井随钻井壁稳定预测方法及其应用[J];石油学报;2015年10期

3 陈朝伟;张辉;申彪;尹国庆;王晓丰;;水平井安全和危险钻井方位[J];石油学报;2013年01期

4 李玉飞;付永强;唐庚;佘朝毅;张继尹;;地应力类型影响定向井井壁稳定的规律[J];天然气工业;2012年03期

5 金娟;刘建东;沈露禾;张安新;刘文欣;;斜井水平井优势钻井方位确定方法研究[J];石油钻采工艺;2009年03期

6 周长江;刘向君;张卓;刘洪;;水平气井井壁稳定性研究[J];天然气工业;2006年08期

7 刘向君,罗平亚,孟英峰;地应力场对井眼轨迹设计及稳定性的影响研究[J];天然气工业;2004年09期

8 刘建军,冯夏庭,裴桂红;水力压裂三维数学模型研究[J];岩石力学与工程学报;2003年12期

9 金衍,陈勉,柳贡慧,陈治喜;大位移井的井壁稳定力学分析[J];地质力学学报;1999年01期

10 阳友奎,肖长富,吴刚,邱贤德;不同地应力状态下水力压裂的破裂模式[J];重庆大学学报(自然科学版);1993年03期

【共引文献】

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1 高佳佳;邓金根;闫伟;冯于恬;王厚东;李扬;;基于井壁稳定控制建立井眼轨迹优化预测模型[J];石油学报;2016年09期

2 张世锋;邱正松;汪海阁;崔新颖;徐建根;;泥岩流-固-化耦合模型参数的蒙特卡洛估计[J];石油学报;2016年07期

3 刘荆成;陈松平;谢建安;李君;阮彪;;中拐石炭系FlexSTONE弹性膨胀水泥浆体系应用[J];天然气技术与经济;2016年03期

4 陈德飞;孟祥娟;周玉;彭永洪;文亮;;钻井液安全密度窗口预测软件编制及应用[J];重庆科技学院学报(自然科学版);2016年03期

5 吴超;陈小锋;王磊;;钻井液密度窗口随钻预测理论及其工程应用[J];石油学报;2016年03期

6 杨全枝;杜燕;于小龙;马振锋;;鄂尔多斯盆地陆相页岩气中生界储层井壁坍塌压力研究[J];天然气地球科学;2016年03期

7 刘合;杨清海;裴晓含;郑立臣;付涛;石白茹;魏松波;陈琳;;石油工程仿生学应用现状及展望[J];石油学报;2016年02期

8 夏宏泉;马焰峰;傅骏雄;;地应力类型对页岩气水平井井壁稳定性的影响规律[J];国外测井技术;2016年01期

9 鞠杨;杨永明;陈佳亮;刘鹏;戴涛;郭迎春;ZHENG LianGe;;低渗透非均质砂砾岩的三维重构与水压致裂模拟[J];科学通报;2016年01期

10 蒲军宏;张成;马金凯;王军;雷刚;;碳酸盐岩地层井壁稳定性研究[J];西部探矿工程;2015年12期

【二级参考文献】

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1 吴超;臧艳彬;张东清;吴军;陈林;刘超;;定向井随钻井壁稳定预测方法及其应用[J];石油学报;2015年10期

2 宋连腾;刘忠华;李潮流;胡松;;基于横向各向同性模型的致密砂岩地应力测井评价方法[J];石油学报;2015年06期

3 林承焰;陈仕臻;张宪国;刘文婧;商建霞;;多趋势融合的概率体约束方法及其在储层建模中的应用[J];石油学报;2015年06期

4 吴超;刘建华;张东清;陈小峰;赵伟杰;;基于地震波阻抗的预探井随钻井壁稳定预测[J];石油勘探与开发;2015年03期

5 周东红;熊晓军;;一种高精度地层压力预测方法[J];石油地球物理勘探;2014年02期

6 罗胜元;何生;宋国奇;王永诗;郝雪峰;金秋月;;渤南洼陷钻前地层压力地震预测[J];石油地球物理勘探;2014年02期

7 卢运虎;陈勉;袁建波;金衍;滕学清;;各向异性地层中斜井井壁失稳机理[J];石油学报;2013年03期

8 赵邦六;石玉梅;姚逢昌;牛彦良;姜岩;陈志德;王桂水;马晓宇;;多分量地震全波形弹性反演预测砂岩油藏剩余油分布[J];石油学报;2013年02期

9 陈勉;赵海峰;金衍;丁云宏;王永辉;;非连续介质力学模型预测煤层井眼稳定性[J];石油学报;2013年01期

10 郭志峰;刘震;吕睿;刘国昌;张功成;沈怀磊;;南海北部深水区白云凹陷钻前地层压力地震预测方法[J];石油地球物理勘探;2012年01期

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3 吴建忠;李莎莎;刘开伦;夏宏泉;;测井在井壁稳定判定的应用[J];国外测井技术;2009年02期

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5 孙玉学;肖昌;刘雪雪;;基于层次分析和模糊评价的井壁稳定预测方法[J];钻井液与完井液;2012年05期

6 金衍,陈勉;工程井壁稳定分析的一种实用方法[J];石油钻采工艺;2000年01期

7 丁振龙;刘绘新;;有限元法在油气井井壁稳定计算中的应用[J];钻采工艺;2006年02期

8 钟敬敏;齐从丽;杨志彬;;川西深层井壁稳定分析中参数敏感性研究[J];中外能源;2007年03期

9 齐从丽;钟敬敏;钟水清;王德康;;川西深层井壁稳定及参数敏感性研究[J];钻采工艺;2007年06期

10 姚永辉;李庆铎;张永成;;腰英台地区井壁稳定技术研究与应用[J];石油钻采工艺;2010年06期