疏松砂岩应力敏感性及对井眼坍塌的影响

发布时间：2021-07-12 21:42

　　针对开展井壁坍塌失稳等工程地质灾害分析时,因忽略其物性参数的应力敏感性而导致模拟结果出现误差的问题,首先通过疏松砂岩储层岩样的应力敏感性实验得到了其物性参数与有效应力之间的关系模型,然后基于该模型探讨了钻井过程井周地层物性参数响应特征,最后对比分析了当考虑和不考虑物性参数应力敏感性时的井壁失稳状况。结果表明:平衡钻井过程中弹性模量、泊松比、内聚力除了会在井周应力集中区增大外,在井周其他区域均表现出不同程度的减小趋势;井周应力集中区由于应力升高导致渗透率和孔隙度有所降低,而其他区域孔隙度和渗透率则由于有效应力的降低而升高;任意钻井液密度下忽略物性参数应力敏感性时的井眼扩大率均小于考虑应力敏感性时的井眼扩大率。可见,考虑疏松砂岩油气藏物性参数的应力敏感性对于井壁稳定等工程地质灾害的分析和模拟至关重要。 

【文章来源】：中国科技论文. 2020,15(09)北大核心

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

应力敏感性分析实验装置示意图及岩心照片

基于1.2节实验得到了渤海某油田疏松砂岩储层弹性模量、泊松比、渗透率及孔隙度随有效应力的变化关系,如图2所示。由图2(a)可见,疏松砂岩沉积物弹性模量会随有效应力的升高而变大,无因次弹性模量与有效应力之间的关系可表示为

以渤海某油田疏松砂岩储层为例,采用ABAQUS有限元平台分析直井钻井过程井周近井地带物性参数响应特征。本文所采用的井眼稳定性流-固耦合分析模拟模型如图3所示。在模拟过程中,井眼处要分别施加大小等于钻井液压力的载荷和孔隙压力边界条件。外边界除了要施加最大和最小水平主应力外,还要施加大小等于初始孔隙压力的孔隙压力边界条件。另外,模型中还要赋初始孔隙压力、初始地应力和初始流体饱和度等初始条件,各模拟所需基本数据见表2。模拟过程中设置Geostatic类型的地应力平衡分析步和Soil类型的钻井作业分析步,2个分析步持续时间分别为1 s和12 h。

【参考文献】：
期刊论文
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硕士论文
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[2]疏松砂岩井壁稳定力学模型建立及分析[D]. 宋传皓.中国石油大学(北京) 2016
[3]疏松砂岩力学参数影响因素研究[D]. 黄淑华.中国石油大学(北京) 2016
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本文编号：3280711