气体钻井岩石应力应变场对井斜的影响分析

第 2 5卷 第 6期 2 0 0 8年 1 1月 钻 井 液 与 完 井 液 D RI L L I NG F L UI D ＆ C OMP L E TI O N F L UI D Vo 1 ． 2 5 NO ． 6 NOV ． 2 0 0 8 文 章 编 号 ： 1 0 0 1 — 5 6 2 0 ( 2 0 0 8 ) 0 6 — 0 0 0 1 — 0 3 气体钻 井岩 石应 力应 变场对 井斜 的影响分析 高如军 何世 明 侯 文波。 张永磊 邹长虹 ( 1 ． 川庆 钻探 钻采 工艺研究院 ， 四』 I I 广汉 ； 2 ． 西南石油大学石油工程学 院， 四J I l 成 都 ； 3 ． 中石化西北油田分公 司， 新疆库尔勒； 4 ． 西部钻探国际钻井公司， 新疆乌鲁木齐； 5 ． 吐哈油 田井下技术作业公司， 新疆鄯善) 摘要 井斜 问题是 气体钻 井技术应用过程 中的主要技术瓶颈 ， 因为井底负压差条件使地 层岩石 的视 强度显著 降低 ， 一方面有利 于地 层岩石破 碎与提高机械钻速 ， 另 一方面也容 易在较 短 的时间 内形 成较大 的井斜角 。 目前对 气体钻井过程 中的岩石力学特性研 究甚少 。以传统 的井周应力模 型为基础 ， 考虑地 层孔 隙压力 和原始地 应力的作 用， 利用 An s y s 软件分析 了气体钻 井井周 与井底岩石应力应 变场分 布。分析结果 认为 ， 气体钻 井井底 岩石应 力分 布的差异是造成井斜的主要原 因， 井眼轨迹有 向最大水平主应力方 向漂移的趋势 。 关键词 气体钻井 井斜 岩石力 学 有 限元分析 中图分 类号 ： T E 2 6 2 TE 2 4 2 ． 7 文献标 识码 ： A 对 于气 体钻井 的井 斜 问题 ， 很 多 研 究 者 在 钻 柱 力 学分 析 、 破 岩机 理等 方面 取得 了一 定 的成果 ， 但 是 很 少有研 究 者从井 周 和井底 岩 石受 力状 态分 析方 面 进行 研究 。 1 气体 钻井井周岩石应 力应变场分析 钻井井眼形成后 ， 地下原本均匀分布 的地应力 场在井眼附近重新分布 。与钻井前 的应力状态相 比， 3个 主 应力 在 井 口附近 均 产 生 了明显 的集 中现 象_ 1 ] ， 其 中一 个应 力方 向近于垂 直 ， 其 它 2 个 应 力 近 于水平 。在 井 眼钻 成 后 ， 离 开 井 底 较 远处 的上 部 井 眼 的受 力 可 以简 化 为 平 面应 力 ， 在 假 定地 层 为 弹性 体 的前 ......