發(fā)布時間：2017-10-21 13:26

  本文關鍵詞：煤層氣井壁穩(wěn)定與防塌鉆井液研究

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【摘要】：煤層氣是煤層開采施工中的一個重大安全風險因素,但同時煤層氣也是一種綠色環(huán)保清潔能源。由于煤層自身硬度小且割理發(fā)育,機械強度低的特性決定了其比較容易垮塌,使得煤層氣鉆井工程事故較多,這一難題嚴重影響了我國各大煤田煤層氣鉆井技術的發(fā)展。本文綜合分析了直井和斜井模型的井周應力分布,并在此基礎上探究了煤層氣井壁坍塌力學機理分析,明確了煤巖層理面對井壁穩(wěn)定性的影響,即井眼軌跡垂直或近似垂直于層理面時,井壁坍塌壓力較低,井眼穩(wěn)定性較好;當井眼軌跡切入層理面的角度較大時,井壁坍塌壓力較高,井眼穩(wěn)定性較差。理論上研究了井眼力學-化學耦合作用對井周應力的計算影響。通過鉆井液對煤巖層的物化作用分析,輔以實驗手段設計了煤層氣鉆井聚磺防塌鉆井液配方,并在吐哈盆地煤層氣鉆井施工中進行了應用評價。經過現(xiàn)場的修正和優(yōu)化,逐步衍化出一系列符合不同區(qū)塊煤層特點的聚磺鉆井液配方,對煤層氣鉆井施工井下安全提供了保障。
【關鍵詞】：煤層氣 井壁穩(wěn)定 防塌鉆井液 聚磺 磺化瀝青
【學位授予單位】：東北石油大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TE254
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第0章 引言8-12
• 0.1 研究目的和意義8
• 0.2 研究現(xiàn)狀8-11
• 0.2.1 井壁穩(wěn)定性彈性力學分析8-9
• 0.2.2 井壁穩(wěn)定性彈-塑性力學分析9
• 0.2.3 井壁穩(wěn)定性的化學因素影響研究9-10
• 0.2.4 防塌鉆井液研究現(xiàn)狀10-11
• 0.3 本文研究主要內容11
• 0.4 本文研究思路與技術路線11-12
• 第1章 井壁穩(wěn)定性力學分析12-35
• 1.1 垂直井井壁圍巖應力分析12-15
• 1.2 斜井的井周應力分析15-29
• 1.3 煤層氣井壁坍塌的力學機理分析29-35
• 1.3.1 基本力學特性29-31
• 1.3.2 傾斜井眼對煤層力學穩(wěn)定性的影響31-33
• 1.3.3 大曲率井眼煤層段垮塌機理33-35
• 第2章 井壁穩(wěn)定性力學-化學耦合分析35-41
• 2.1 流-化耦合35-36
• 2.2 流-固耦合36-41
• 2.2.1 固體對流體的影響36-38
• 2.2.2 流體對固體的影響38-41
• 第3章 煤層氣井防塌鉆井液技術研究41-55
• 3.1 煤層巖石的物理化學性質41-42
• 3.1.1 煤巖的微觀結構41-42
• 3.1.2 煤層的物理化學性質42
• 3.2 鉆井液對井壁穩(wěn)定性的影響42-46
• 3.2.1 鉆井液密度43
• 3.2.2 鉆井液中水的影響43-44
• 3.2.3 泥餅44
• 3.2.4 鉆井液的粘度及粘結性44-45
• 3.2.5 鉆井液的循環(huán)45
• 3.2.6 鉆井液浸泡對煤巖彈性模量的影響45-46
• 3.3 煤層氣井壁防塌鉆井液機理分析46-48
• 3.4 優(yōu)選磺化瀝青鉆井液的提出和實驗研究48-55
• 3.4.1 磺化瀝青的實驗室制備48-49
• 3.4.2 磺化瀝青防塌效果的實驗測定49-55
• 第4章 煤層氣井聚磺鉆井液配方優(yōu)選及現(xiàn)場應用55-67
• 4.1 聚磺鉆井液配方優(yōu)選55-61
• 4.1.1 配漿土加量優(yōu)選55-56
• 4.1.2 增粘劑的優(yōu)選56-57
• 4.1.3 降濾失劑的優(yōu)選57-58
• 4.1.4 加重材料的優(yōu)選58-61
• 4.2 聚磺鉆井液在煤層氣鉆井中的實際應用61-67
• 4.2.1 基本工藝參數(shù)概述61
• 4.2.2 鉆井液體系配方選擇、制備和維護61-64
• 4.2.3 聚磺鉆井液體系在其他區(qū)塊應用情況64-67
• 結論67-68
• 參考文獻68-72
• 作者簡介、發(fā)表文章及研究成果目錄72-73
• 致謝73-74

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