页岩气藏井壁稳定性研究

【摘要】：页岩气是新型能源,高效开发具有重要战略意义。在四川盆地已进行的多口页岩气水平井的开发中,每口井均出现了井壁失稳问题,严重制约了开发进程。目前该领域的研究尚处于探索阶段,还没有真正找到科学的依据。本文从储层岩性、岩石力学参数、地应力剖面及方向、地层三压力剖面、岩石脆性、节理层理、水化作用等地质、工程因素等方面着手研究,开展实验、理论分析、现场验证等研究工作,找出关键的影响因素及其对井壁稳定的影响规律,对国内页岩气的规模化高效开发提供技术支持。 本文主要研究工作有： (1)针对研究区块(本文选择长宁-威远区块)的实际钻井情况,分析了研究工区的地质概况、页岩岩性特征、实钻井技术难点分析等,找出了研究工区的页岩气钻井影响井壁稳定的关键问题及主要影响因素。 (2)在三轴岩石力学实验的基础上,建立适合工区的岩石力学参数的测井解释模型,实现对工区全井段的计算处理,获得岩石力学强度参数的剖面,为井壁稳定评价提供基础数据。通过综合分析现场试验数据和现场观测结果,确定井眼垮塌形成原因或形成机理。 (3)分析垂向主应力和水平主应力大小、主应力的方向、岩石力学参数以及与应力相关的其它参数。根据已钻完井资料来确定该地区总体区域地应力大小和方向,弄清页岩气钻井中岩石力学对井眼稳定性的影响。 (4)通过测井解释的手段,借助岩石力学参数校正,建立三压力剖面；结合实钻工程、地质资料,分析三压力剖面特征；在此基础上分析页岩失稳机理。 (5)研究了安全泥浆密度窗口,并根据实际情况提出了井壁失稳的对策。 (6)本文的实验研究、理论研究经过现场跟踪分析,得到验证和完善,具有良好的适应性和应用价值。