碳酸盐岩地层裂缝止裂机理与堵漏新方法

来源 :中国石油大学(北京) | 被引量 : 0次 | 上传用户:ztlzp
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当在碳酸盐岩地层中进行钻井作业时,因为钻井液侵入地层中的天然裂缝而会导致井漏、井壁失稳等严重的钻井事故与复杂问题。因此通常存作业时都要使用固体堵漏剂来堵塞天然微裂缝,起到预防井漏,保持井壁稳定的作用。  在固体堵漏剂堵塞了天然微裂缝后,钻井液仍然有可能渗透并穿过堵漏剂,将压力传导到天然微裂缝尖端,导致天然微裂缝的重启。本文从天然微裂缝尖端应力强度因子的角度进行考虑,得到微裂缝终止开裂的影响因素。通过探寻固体堵漏剂性质对天然微裂缝内的压力影响,结合微裂缝几何因素以及地层地应力环境,从而推导出天然微裂缝尖端的应力强度因子表达式。进一步分析该表达式,得到了阻塞体(段)渗透率对微裂缝应力强度因子的影响关系,微裂缝截面积对应力强度因子的影响关系,微裂缝的缝长对应力强度因子的影响关系和地层地应力对微裂缝应力强度因子的影响关系。通过断裂韧性测试实验和裂缝堵漏止裂模拟实验,验证了理论研究和公式推导的正确性。  井眼加固技术可以在碳酸盐岩地层达到井眼堵漏和保证井壁稳定的目的根据理论分析和实验数据证明,井眼加固技术中所使用的堵漏材料在微裂缝中形成堵塞体(段)的渗透率越低,地层中的微裂缝越稳定。因此在碳酸盐岩地层中使用的堵漏材料应该具有能在微裂缝中形成高致密的堵塞体(段)的能力,目在微裂缝几何尺寸变化的时候,其能自由改变形状保证堵塞体(段)的渗透率不会发生剧烈变化。同时当微裂缝的截面积越大,微裂缝的长度越短,微裂缝周围的原岩地应力越小时,微裂缝尖的应力强度因子就会越大,为了保证堵漏效果,选取的堵漏剂要能在碳酸盐岩中的微裂缝中得到更加致密的堵塞体(段)。
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