高温高压下岩石力学特性研究及应用

【摘要】：清楚地了解和掌握地层岩石的可钻性规律,是有针对性地优选钻头、优化设计参数,从而提高钻井速度的基础;本文就是从研究高温高压下深井岩石力学性质入手,对深井岩石的可钻性规律进行了研究。充分调研了国内外深井超深井钻井状况,分析了钻井岩石力学在深井超深井中的应用状况,讨论了深井超深井的关键技术及钻井岩石力学在深井超深井钻井中的作用。 开展了深部井眼岩石可钻性及力学参数实验研究,并通过深部井眼岩石可钻性、岩石弹性参数、岩石硬度和塑性系数的室内实验及分析,建立了深部井眼岩石可钻性与岩石力学参数间的相关关系,得出了深部井眼岩石可钻性与岩石力学参数间的相关方程;为深井钻井应用岩石可钻性进行钻头优选,提高钻井速度提供了依据。 进行了深部井眼围压条件下岩石可钻性等力学参数的研究,通过围压条件下岩石力学参数的室内实验,建立了岩石力学参数与围压之间的定量关系;通过围压条件下的岩石可钻性分析,建立了在不同围压条件下的岩石可钻性的计算方法。 在岩石可钻性的应用研究中,结合高温高压下岩石力学特性,根据大庆油田深井钻井的实际和井眼的岩石特点,进行了钻头的优选,经过两口深井的现场实验,深井钻井速度提高了0.2～0.5m/h。