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径向位移对井壁稳定性影响的分析方法

2015-12-13祁斌陈平夏宏泉涂君君

测井技术 2015年1期

祁斌,陈平,夏宏泉,涂君君

(1.油气藏地质及开发工程国家重点实验室 西南石油大学,四川 成都610500;2.巴中市发展和改革委员会,四川 巴中636000;3.西南油气分公司油地处,四川 成都610016;4.西南油气分公司工程监督中心,四川 德阳618000)

0 引 言

在油气井井壁稳定性分析方面,研究钻井液液柱压力与地层三压力之间平衡关系的方法很多,而研究地层岩石弹性载荷及径向位移和井壁稳定性之间的定量分析方法却很少见。未钻开前地层岩石只受到原地应力作用。当地层被钻开后,井壁在受到原地应力作用的同时还受到人为因素产生的附加应力作用[1]。实践证明,钻井过程中井壁岩石只发生微小弹性形变,可采用线性叠加原理进行井壁受力分析。本文将加载在井壁上的应力分为2个部分,一部分来自原地应力,另一部分来自外界因素产生的附加应力场,如钻井液液柱压力、抽提或激动压力等产生的附加应力;逐次分析后,采用叠加原理判断总应力作用下的井壁岩石稳定特性[2];从钻井时地层岩石应力分布特征着手,在一定假设的前提下,借助测井资料建立地层岩石弹性极限载荷和井壁径向位移计算模型,并开展两者关系研究,用以评价地层岩石力学特性与井壁稳定性的关系,为钻井工程提供参考和指导依据。因原地应力引起的井壁应力分布计算模型已完备,本文重点开展外界因素引起的井壁应力变化对井壁位移影响的研究。

1 应力场模型的建立

1.1 附加应力场模型建立

假设井筒半径为a,地层压力为pp,由外界因素产生的井筒内附加应力场Q为

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