大庆油田气体钻井井斜机理研究

论文摘要

气体钻井在解决低压漏失、提高钻速方面优势而被广泛应用,但井斜控制技术已成为限制气体钻井发展的瓶颈。现场资料表明,气体钻井比常规钻井液钻井更易井斜,井斜程度更大。由于气体钻井循环介质的改变使底部钻具组合的受力和变形发生变化且存在负压差,气体钻井条件下的井斜机理必然不同于常规过平衡钻井条件下的情形。因此,从理论上研究气体钻井的井斜机理、制定防斜措施并指导现场作业显得尤为重要。首先,本文根据实钻资料统计结果,得到气体钻井井斜规律:气体钻井产生的井斜较大且井斜增长速度快,井斜不易控制;总结了影响气体钻井井斜的不可控因素、可控因素。其次,基于气体钻井井底岩石受力状况,分析了破岩机理、井底温度场、地层各向异性、地层倾角等不可控因素对气体钻井井斜机理的影响,分析认为:气体钻井改变了井周井底岩石的应力状态,使得地层应力差值变大,放大了地层各向异性,这是造成气体钻井易井斜,且井斜后难控制的主要原因;气体钻井新的破岩方式是导致井斜不断增加的一个原因;气体钻井条件下地层倾角和性质对井斜的影响更加显著。再次,分析了上返岩屑、井径扩大、钻具组合、钻压、井斜角、地层出水等可控因素对气体钻井井斜的影响,认为:钻井液和岩屑颗粒对井壁的冲蚀、井底应力集中是气体钻井井径扩大的原因,井径扩大造成控制井眼轨迹的难度增加,引起井斜;地层出水会导致岩屑变湿粘结成团,在近钻头附近粘附在下井壁,形成垫层,垫层形成另外的增斜力,导致井斜。最后,从地层造斜力、岩屑垫层、钻具组合三方面对井斜控制进行分析,建议研究使用空气锤技术。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 前言
• 1 论文研究目的和意义
• 2 气体钻井井斜机理研究现状
• 3 气体钻井井斜控制理论国内外发展状况
• 4 论文研究内容
• 第一章 气体钻井井斜资料统计及影响因素分析
• 1.1 气体钻井实钻井斜数据分析
• 1.2 气体钻井井斜规律对比分析
• 1.3 气体钻井井斜影响因素分析
• 1.3.1 不可控因素
• 1.3.2 可控因素
• 1.4 小结
• 第二章 不可控因素对气体钻井井斜机理的影响研究
• 2.1 气体钻井井周井底应力应变场对井斜的影响研究
• 2.1.1 气体钻井井周应力应变场对井斜机理影响的研究
• 2.1.2 气体钻井井底应力应变场对井斜影响的研究
• 2.2 气体钻井新的破岩机理对井斜机理的影响研究
• 2.3 气体钻井井底温度场对井斜机理的影响研究
• 2.4 气体钻井地层倾角对井斜机理的影响研究
• 2.5 气体钻井地层各向异性对井斜机理的影响研究
• 2.6 小结
• 第三章 可控因素对气体钻井井斜机理的影响研究
• 3.1 气体钻井上返岩屑对井斜机理的影响研究
• 3.2 气体钻井井径扩大对井斜机理的影响研究
• 3.3 气体钻井井斜角对井斜机理的影响研究
• 3.4 气体钻井地层出水对井斜机理的影响研究
• 3.5 小结
• 第四章 气体钻井防斜措施研究
• 4.1 地层造斜力控制
• 4.2 岩屑垫层控制
• 4.3 钻具组合控制
• 4.3.1 使用满眼和钟摆钻具
• 4.3.2 空气锤钻井防斜技术
• 4.3.3 其他防斜技术研究
• 4.4 小结
• 结论
• 参考文献
• 发表文章目录
• 致谢
• 详细摘要