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钻井完井
气体钻井致密砂岩井眼稳定试验研究
张文, 刘向君, 梁利喜, 熊健
, doi: 10.11911/syztjs.2022094
摘要:

为明确气体钻井过程中致密砂岩地层井壁失稳的机理,基于能量耗散原理,利用三轴压缩试验,研究了气体钻井中致密砂岩地层井壁失稳的机理。通过分析三轴压缩试验结果得知:砂岩的能量演化可分为弹性能稳定聚集阶段、耗散能缓慢聚集阶段、弹性能释放且耗散能快速聚集阶段;随着围压降低,破坏砂岩结构所需耗散能峰值极限呈指数下降,而弹性储能峰值极限呈线性下降。随加载速率增大,破坏砂岩结构所需耗散能先减小后增加,存在临界加载速率;砂岩耗散能转化速率与围压和加载速率呈正相关,较高的砂岩耗散能转化速率引起黏聚力弱化、摩擦强化。气体钻井速度过快将引起井壁失稳区域增加,而且在钻遇高压地层时更严重,因此,适当的降低钻井速度,给予地层充分泄压时间,有利于气体钻井过程中保持井壁的稳定性。研究成果对于优化气体钻井速度具有十分重要的意义。