6井壁稳定性解析.pptx

井壁稳定性研究井壁稳定研究的意义井壁失稳的表现形式井壁稳定性原理井眼周围地层应力状态假设条件：地层均质各向同性线形弹性，小变形轴向——平面应力或平面应变直井井眼周围地层应力状态直井井眼周围地层应力状态由钻井液柱压力P引起的应力直井井眼周围地层应力状态直井井眼周围地层应力状态直井井眼周围地层应力状态直井井眼周围地层应力状态直井井眼周围地层应力状态ShearStressMohr-coulomb准则--剪切破坏判别准则令由井壁3个主应力分量的有效应力表达式，可以得到以下3种可能的关系：钻井合理泥浆密度的确定2、裸眼井段钻井的安全压力（泥浆密度）窗口：P泥——泥浆柱压力若：P泥＞P破则：井漏P泥＜P地则：井喷P泥＜P坍则：井塌安全压力（密度）窗口：ΔPP破＞P泥＞P地(P地＞P坍)P破＞P泥＞P坍(P坍＞P地)ΔP—安全压力窗口ΔP愈大,则钻井愈易ΔP愈小,则钻井愈难若ΔP=P破-P地（P地＞P坍）则较易若ΔP=P破-P坍（P坍＞P地）则较难P破、P坍由地层的原地应力、地层岩体的力学性质、强度、地层倾角、井斜、方位……因素所确定。若P坍＞0，则井壁不稳，只有用泥浆柱压力平衡；防塌必须提高泥浆密度。一般情况：P地＞P坍；ΔP=P破-P地；但泥浆作用将使P坍上升，P破下降，则：ΔP减小：使ΔP=P破-P坍(P坍上升并大于P地），从而引发一系列问题，所以，合理确定泥浆密度，必须充分考虑泥浆的物理-化学作用：即从岩石力学与流体力学和化学的耦合作用综合考虑。井壁稳定性分析的参数获取(afterGaarenstroometal.,1993)典型的水力压裂试验曲线利用水力压裂试验数据计算地应力：利用水力压裂试验数据计算地应力：地层倾角测井确定地应力方位坍塌压力、破裂压力定向井井周地层应力状态东营组地层斜井井壁稳定性分析东营组地层斜井井壁稳定性分析安全泥浆密度窗口变质岩地层裸眼完井井壁稳定性分析井壁失稳机理研究的基本力学方法：以孔隙弹塑性力学为基础的均质地层井壁稳定性分析理论和计算方法基本成熟