断裂带破碎地层井壁稳定机理的离散元法分析
2021-04-25翟科军寇春松陈修平赵海峰
石油钻采工艺 2021年5期
关键词:模型
翟科军 寇春松 陈修平 赵海峰
1. 中国石化西北油田分公司石油工程技术研究院;2. 中国石化缝洞型油藏提高采收率重点实验室;3. 中国石油大学(北京)石油工程学院
塔里木盆地奥陶系碳酸盐岩地层在多期构造运动作用下,沿深大断裂带发育一定规模的构造破碎带,岩溶水或热液流体沿断裂带流动,使破碎带内断裂、裂缝被溶蚀改造,形成溶蚀孔、洞发育的断控缝洞储集体[1]。这类断裂带储集体以大型走滑断裂为核心,在地震上显示为单个“串珠”状强反射异常,或强、弱“串珠”反射群。断溶体储层中岩石按断裂带位置可以划分为中心破碎区、包围破碎带周边裂缝带及外部基质岩石带。由于断溶体储层特殊的地质力学特性,破碎区岩石非连续性显著,从破碎区过渡到基质区不同区带岩石力学性质存在明显差异。近年来钻遇破碎带地层时,尤其是在破碎带地层造斜或大斜度钻进时,频繁出现卡钻、掉钻等井壁失稳问题,这些问题与破碎带岩石力学特性紧密相关[2-4]。
对破碎性地层井壁稳定的研究大致可以划分为两类。第一类是基于连续介质力学的计算模型或实验。马天寿[5]着重于力学方程式的构建,建立了平面应变问题的基本差分方程,并运用 BEM 理论推导出井周围应力和位移分布的 BEM 计算方法;Ding[6]、He[7]深入分析,通过建立力学模型来研究多组弱平面对页岩地层井壁稳定性的影响,以此分析了弱面对应力分布和页岩强度的影响,证明了弱面组数的增加使得页岩强度大幅度降低,以此预测泥页岩的地层坍塌压力。……
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