鉆井工程中一般允許實(shí)鉆井眼存在有限寬度的崩落區(qū)域,如按傳統(tǒng)井壁穩(wěn)定理論模型進(jìn)行設(shè)計(jì)會(huì)導(dǎo)致鉆井液密度偏高、鉆井成本增加、鉆井效率降低、鉆井液漏失甚至地層破裂等一系列問題。針對(duì)脆性層理泥頁巖地層特性,根據(jù)測(cè)井資料和測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行地質(zhì)力學(xué)建模,利用基于有限坍塌寬度的定量風(fēng)險(xiǎn)分析方法合理地評(píng)估井壁穩(wěn)定概率,優(yōu)選鉆井液密度窗口。以中國西部某油田泥頁巖地層鉆井實(shí)例進(jìn)行分析,在基于有限崩落存在的情況下,通過定量分析方法在井壁穩(wěn)定段及失穩(wěn)段對(duì)鉆井液密度窗口進(jìn)行動(dòng)態(tài)優(yōu)化,可以提高機(jī)械鉆速,降低鉆井成本,評(píng)估的井壁穩(wěn)定概率可達(dá)91%～98%,計(jì)算結(jié)果與實(shí)際情況基本吻合,說明該方法具有重要的工程價(jià)值和實(shí)際意義。 

【文章來源】：科技導(dǎo)報(bào). 2020,38(11)北大核心

【文章頁數(shù)】：9 頁

【部分圖文】：

初始坍塌寬度較小和較大時(shí)的井壁坍塌增長(zhǎng)

主應(yīng)力坐標(biāo)系(xs,ys,zs)下，xs,ys,zs分別對(duì)應(yīng)主應(yīng)力S1,S2,S3的方向，其中S1≥S2≥S3。地理坐標(biāo)系（X,Y,Z）下，X、Y和Z分別表示地理方位上的北，東，垂直向下方向，地理坐標(biāo)系繞Z軸、Y?軸、X??軸旋轉(zhuǎn)得到的變換矩陣R1為[12-14]

QRA技術(shù)是評(píng)估鉆井液密度、井眼軌跡和井壁破壞之間關(guān)系的一種方法，QRA能夠用于分析某一參數(shù)對(duì)井壁穩(wěn)定性的影響程度（圖3）。通常情況下，QRA能夠分析任何一個(gè)不確定參數(shù)對(duì)井壁穩(wěn)定性的影響程度。輸入?yún)?shù)的不確定性由概率密度函數(shù)給出每個(gè)參數(shù)由最小、最大和最可能值表示。概率密度函數(shù)可能是正態(tài)曲線也可能是對(duì)數(shù)正態(tài)曲線，取決于最小和最大值是對(duì)稱的（如Sv、SHmax、Shmin和Pp）還是不對(duì)稱的（如C0）。在這兩種情況下，99%可能數(shù)值位于最大值和最小值之間。一旦指定輸入?yún)?shù)的不確定性，就可確定坍塌壓力和漏失壓力的響應(yīng)面，如圖4所示。這些響應(yīng)面取為輸入?yún)?shù)的二次多項(xiàng)式函數(shù)，其中線性項(xiàng)、二次項(xiàng)和交互項(xiàng)的未知系數(shù)通過線性回歸技術(shù)確定，即使響應(yīng)面與坍塌壓力和漏失壓力的理論值相吻合，理論值是為輸入?yún)?shù)的多重組合而計(jì)算的，可在最小、最大和最可能值的基礎(chǔ)上根據(jù)典型設(shè)計(jì)矩陣選擇組合參數(shù)。響應(yīng)面確定之后，按MonteCarlo方法進(jìn)行模擬，即可建立井壁坍塌壓力和漏失壓力的不確定性。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]中牟頁巖氣區(qū)塊泥頁巖井壁穩(wěn)定影響因素分析及技術(shù)對(duì)策[J]. 袁青松,汪超,劉艷杰,李中明,朱德勝.  探礦工程(巖土鉆掘工程). 2018(11)
[2]適用于硬脆性泥頁巖的鉆井液井壁穩(wěn)定性評(píng)價(jià)方法[J]. 陳金霞.  油田化學(xué). 2018(03)
[3]弱面結(jié)構(gòu)對(duì)頁巖地層井壁穩(wěn)定性影響研究[J]. 丁乙,劉向君,羅平亞,梁利喜.  地下空間與工程學(xué)報(bào). 2018(04)
[4]冀東油田東營組硬脆性泥頁巖井壁穩(wěn)定性分析[J]. 陳金霞,周巖,朱寬亮,丁乙,梁利喜.  科學(xué)技術(shù)與工程. 2018(20)
[5]硬脆性泥頁巖地層井壁穩(wěn)定性研究[J]. 丁乙,劉向君,羅平亞,梁利喜.  中國海上油氣. 2018(01)
[6]層理性頁巖水平井井壁穩(wěn)定性分析[J]. 馬天壽,陳平.  中南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2015(04)
[7]含多組弱面的頁巖水平井坍塌失穩(wěn)預(yù)測(cè)模型[J]. 陳平,馬天壽,夏宏泉.  天然氣工業(yè). 2014(12)
[8]頁巖層理對(duì)水平井井壁穩(wěn)定的影響[J]. 馬天壽,陳平.  西南石油大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2014(05)
[9]川南龍馬溪頁巖地層井壁失穩(wěn)實(shí)驗(yàn)研究[J]. 丁乙,張安東.  科學(xué)技術(shù)與工程. 2014(15)



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