基于有限坍塌宽度的层理性泥页岩地层井壁稳定性评价

发布时间：2021-02-04 10:27

　　钻井工程中一般允许实钻井眼存在有限宽度的崩落区域,如按传统井壁稳定理论模型进行设计会导致钻井液密度偏高、钻井成本增加、钻井效率降低、钻井液漏失甚至地层破裂等一系列问题。针对脆性层理泥页岩地层特性,根据测井资料和测试数据进行地质力学建模,利用基于有限坍塌宽度的定量风险分析方法合理地评估井壁稳定概率,优选钻井液密度窗口。以中国西部某油田泥页岩地层钻井实例进行分析,在基于有限崩落存在的情况下,通过定量分析方法在井壁稳定段及失稳段对钻井液密度窗口进行动态优化,可以提高机械钻速,降低钻井成本,评估的井壁稳定概率可达91%～98%,计算结果与实际情况基本吻合,说明该方法具有重要的工程价值和实际意义。 

【文章来源】：科技导报. 2020,38(11)北大核心

【文章页数】：9 页

【部分图文】：

初始坍塌宽度较小和较大时的井壁坍塌增长

主应力坐标系(xs,ys,zs)下，xs,ys,zs分别对应主应力S1,S2,S3的方向，其中S1≥S2≥S3。地理坐标系（X,Y,Z）下，X、Y和Z分别表示地理方位上的北，东，垂直向下方向，地理坐标系绕Z轴、Y?轴、X??轴旋转得到的变换矩阵R1为[12-14]

QRA技术是评估钻井液密度、井眼轨迹和井壁破坏之间关系的一种方法，QRA能够用于分析某一参数对井壁稳定性的影响程度（图3）。通常情况下，QRA能够分析任何一个不确定参数对井壁稳定性的影响程度。输入参数的不确定性由概率密度函数给出每个参数由最小、最大和最可能值表示。概率密度函数可能是正态曲线也可能是对数正态曲线，取决于最小和最大值是对称的（如Sv、SHmax、Shmin和Pp）还是不对称的（如C0）。在这两种情况下，99%可能数值位于最大值和最小值之间。一旦指定输入参数的不确定性，就可确定坍塌压力和漏失压力的响应面，如图4所示。这些响应面取为输入参数的二次多项式函数，其中线性项、二次项和交互项的未知系数通过线性回归技术确定，即使响应面与坍塌压力和漏失压力的理论值相吻合，理论值是为输入参数的多重组合而计算的，可在最小、最大和最可能值的基础上根据典型设计矩阵选择组合参数。响应面确定之后，按MonteCarlo方法进行模拟，即可建立井壁坍塌压力和漏失压力的不确定性。

【参考文献】：
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本文编号：3018162