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钻井液滤失对煤岩井壁稳定性的影响

2021-05-10刘蒙蒙

煤矿安全 2021年4期
关键词:模型

张 毅,陈 东,张 慧,刘蒙蒙,刘 富,魏 凯

(1.中联煤层气国家工程研究中心有限责任公司,北京100095;2.中石油煤层气有限责任公司,北京100095;3.新疆煤田地质局一五六煤田地质勘探队,新疆 乌鲁木齐830009;4.长江大学 石油工程学院,湖北 武汉430100)

在钻井施工过程中,由于井壁失去支撑使围岩应力重新分布,产生的应力集中很容易导致井壁失稳,为了维持井壁稳定,通常利用钻井液的静液柱压力支撑井壁[1-2],但对于煤岩地层来说,由于割理、裂隙等缺陷发育[3-4],当提高钻井液密度时,若钻井液封堵性能不佳,钻井液很容易侵入井眼周围的煤岩,从而改变井眼围岩的地层孔隙压力,继而改变围岩应力场,影响井壁稳定性[5-7]。

国内外学者Thomas Gentzis 等,通过实验测试了含有FLC 2000TM 和Q-stop 添加剂的聚合物钻井液,该体系能够快速形成泥饼,防止钻井液滤失,使用该钻井液的阿尔伯特两口煤层气水平井施工时未发生井壁失稳,表明钻井液滤失对煤岩井壁稳定有影响[8];屈平和申瑞臣指出,裂纹的失稳扩展是导致节理煤岩失稳的主因,孔隙压力会改变裂纹的受力状态,影响裂纹的扩展[9];Milad A kbarpour 通过数值模拟表明,地应力、孔隙压力、岩石强度、井内压力和井眼轨迹等参数是影响井壁稳定的关键因素[10]。可以看出,孔隙压力对于井壁稳定具有显著影响,但通常将孔隙压力作为定值,未考虑钻井液滤失时导致的孔隙压力随与井眼距离的变化,也未考虑钻井液渗流场和煤岩应力场间的耦合关系,对于指导井壁稳定性评价和钻井方案设计具有一定局限性。……

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