四川龙马溪组页岩井壁坍塌周期研究

发布时间：2020-06-12 14:44

【摘要】：针对四川龙马溪组页岩井壁易坍塌问题,本文在调研国外有关页岩地层双孔双渗弹性模型和双孔双渗化学弹性模型,以及国内对四川龙马溪组页岩地层物理性质、化学性质、坍塌压力、坍塌周期的研究成果基础上,运用TTD-WSS软件对影响坍塌周期的多孔弹性性质(Biot有效应力系数、钻井液粘度、地层的基质渗透率、不排水泊松比)、地层与钻井液的化学性质(钻井液活度、地层流体活度、膜效率、地层温度)和裂缝性地层性质(裂缝压缩率、裂缝渗透率、裂缝体积分数、裂缝性地层的整体压缩率、窜流系数)进行定量分析。结合四川YS108H19-1水平井的现场钻井情况,得出:采用水基钻井液时,四川龙马溪组页岩井壁的坍塌周期在10-20天之间,而钻井周期一般为15天左右,钻井期间有可能发生坍塌;采用油基钻井液时,四川龙马溪组页岩井壁的坍塌周期在30天以上,有可能达到60天,钻井期间不会发生坍塌。因此,建议采用油基钻井液。
【图文】：

中国石油大学（北京）硕士专业学位论文基钻井液和油基钻井液时，不同时刻（覆盖整个钻井周期）的页岩井壁坍塌压力确定坍塌周期。图 1.1 表示本文研究的技术路线图。

2.1 建立随时间变化的双孔双渗弹性模型宏观上，该系统包含两个独立、重叠的饱和流体多孔介质：一个代表原生孔隙介质（基质），，其它代表次生孔隙介质（裂缝），如图2.1所示。假定每种介质都具有自己的渗流力学性质和物理性质，如弹性模量、Biot有效应力系数和流体流动性。这两种相互连通，并交换大量流体。描述双孔系统时，引入表征单元体（REV）的概念。选择这些尺寸的REV，可以充分描述岩石基质以及嵌入式裂缝分布。假定任何REV都有两个独立的连续体，每个都有自己的压力场。Morland[44]描述了每个区域的独立本构关系与控制方程：“鉴于各组成部分应尽可能保留其自身的特点，假设每个组成部分的有效应力与有效变形的关系是连续体自己的本构关系（假定已知）”。由此，可以写出饱和流体天然裂缝性岩层的控制方程。图2.1 双重孔隙概念图Fig.2.1 Dual-porosity concept2.1.1 双孔双渗弹性模型的控制方程（1）本构方程
【学位授予单位】：中国石油大学(北京)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TE21

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