石油钻井中影响井壁稳定性因素分析

井壁失稳问题是石油钻井过程中普遍存在并一直困扰石油工业界的一个重大问题,对影响井壁失稳因素进行了分析,得出如下结论:1)石油钻井过程中若水平应力比值不变,随地应力增大钻井安全泥浆窗口增大;若地应力非均匀性增大,安全钻井泥浆窗口则减小;2)渗透作用的结果降低了井壁的稳定性;3)孔隙压力增大,安全泥浆窗口变小;4)岩性由白云岩—灰岩—砂岩—泥岩,坍塌压力上升破裂压力减小;5)岩石有损伤时井壁易发生井漏,安全泥浆窗口小钻进难度增大.     

用稳定性理论和方法研究井壁坍塌问题

给出了钻井过程井壁围岩的应力场和位移场的解析解。在此基础上,建立了井壁压力和井壁位移的平衡路径曲线,提出井壁坍塌是一种极值点型失稳现象,澄清了石油工程中的一些问题。得到了井壁失稳的临界压力公式,并给出了气体钻井的适用条件。     

海上钻井井壁稳定性研究及应用——以A-1井为例

井壁的稳定性问题是一项急需解决的世界级难题,井壁失稳在世界范围内的各个油田中普遍存在。A-1井是一口位于东海某区块的直井,根据相邻已钻井复杂情况统计可知,该区块遇阻、掉块、卡钻等问题频发。将理论分析与数值模拟相结合,通过收集大量的地质、地震、钻井和测井资料,选择合适的理论模型,预测计算了A-1井的地应力、孔隙压力、破裂压力、坍塌压力等,绘制出了地层七压力剖面图,进而得到该井的安全钻井液密度窗口。经与实测点比对,孔隙压力和破裂压力的预测误差均小于5%。基于弹塑性力学理论,分析井壁围岩的应力状态,并利用ABAQUS软件对井壁稳定性进行数值模拟,分析钻井液密度对井筒稳定性的影响。结果表明：在低钻井液密度条件下,井周应变不均匀性明显,最小主应力方向上的井周应变远大于最大主应力方向上的井周应变;而在高钻井液密度下,井周应变较为均匀,没有明显的差异性。研究成果为了解目标区块井壁稳定机理提供了有力工具。     

井壁稳定性技术研究及其在呼图壁地区的应用

为了能充分利用测井等资料较精确地计算井壁受力状态和井壁坍塌压力 ,以设计合理钻井液密度窗 ,保证钻井过程中井壁稳定性 .通过对井壁失稳现象、机理及井壁应力状态的分析和计算 ,对井壁失稳问题进行了较为深入的研究 ;结合测井资料和地层破裂试验结果 ,分析并建立了一套计算地层坍塌压力及地层相关物理力学特征参数的方法和模型 .通过应用克拉玛依油田呼 2井的测井资料进行分析计算并与实际结果进行对比 ,结果表明 :地层坍塌压力和安全钻井液密度窗的计算结果吻合现场实际情况 .所提出的方法和计算结果 ,将为呼图壁气田开发过程中安全快速钻井技术提供可靠的技术基础     

井壁稳定性技术研究及其在呼图壁地区的应用

为了能充分利用测井等资料较精确地计算井壁受力状态和井壁坍塌压力，以设计合理钻井液密度窗，保证钻井过程中井壁稳定性，通过对井壁失稳现象、机理及井壁应力状态的分析和计算，对井壁失稳问题进行了较为深入的研究；结合测井资料和地层破裂试验结果，分析并建立了一套计算地层坍塌压力及地层相关物理力学特征参数的方法和模型，通过应用克拉玛依油田呼2井的测井资料进行分析计算并与实际结果进行对比，结果表明L：地层坍塌压力和安全钻井液密度窗的计算结果吻合现场实际情况，所提出的方法和计算结果，将为呼图壁气田开发过程中安全快速钻井技术提供可靠的技术基础。     

井眼尺寸对井壁稳定性影响研究

根据岩石强度的尺寸效应理论,讨论了岩石的尺寸效应对强度的影响;并以此建立了井眼尺寸对井壁坍塌压力、破裂压力的影响规律的预测模型。将该模型应用于克拉玛依油田呼2井的井壁稳定性预测,发现:5 in、6 in小井眼的坍塌压力分别比常规井眼8(1/2)in坍塌压力降低了3.2%和1.1%;而破裂压力分别增加了0.22%和0.14%。井眼尺寸越小,其对应的坍塌压力值越小而破裂压力值越大;小井眼钻遇地层的安全泥浆密度窗口比常规井眼安全泥浆密度窗口宽,井眼尺寸越小,对维持井壁稳定的泥浆密度要求降低。     

塔里木盆地井壁稳定性测井评价初探

针对塔里木盆地部分地区井壁不稳定问题,开展井壁稳定性测井评价研究,主要从岩石力学的角度出发,利用测井信息计算地层岩石机械特性参数、地层孔隙压力、地应力分布、破裂压力等     

基于可靠度理论的皎平渡山洞遗址稳定性定量评价

皎平渡山洞遗址位于金沙江河谷左岸,属于不可移动的石质文物。该崩坡积土是在后期钙质溶滤、沉淀和成岩作用下形成的次表生岩类,强度具有离散性。在查明山洞遗址斜坡地质条件基础上,采用基于可靠度理论对遗址斜坡在水库蓄水、降雨和地震工况条件下的稳定性进行了定量评价和稳定性分级,得出在945 m、975 m库水位和945 m+Ⅶ度地震、975 m+Ⅶ度地震工况下,遗址斜坡最大失稳概率滑面切出的滑体覆盖整个洞区,对遗址山洞构成严重威胁。     

地层孔隙压力变化对井壁稳定性的影响研究

受长期注采工程作业的影响,地层孔隙压力将发生大幅度波动,从而导致地层的岩石强度、地应力相对开采初期已发生较大变化,且横向分布更为复杂,进而诱发、加剧井壁失稳,井下复杂状况频发。理论与实验相结合研究了孔隙压力变化对砂岩地层岩石强度及地层坍塌压力的影响,结果表明：（1）岩石强度与地层孔隙压力呈负相关,随地层孔隙压力增大,地层岩石强度、弹性模量呈线性递减;（2）地层孔隙压力变化将影响调整井的井壁稳定状态,压裂、注水、注聚等工程作业导致井周地层孔隙压力增大,将加剧井眼失稳;而在一定限度内,油气的压力衰减式开采将降低地层坍塌压力,利于井眼保持稳定。     

井壁失稳风险评价方法

针对井壁几何参数、力学性能参数和地层压力存在的随机性特点,对传统井壁稳定性系数评价方法的不足进行分析。根据可靠性理论,从力学角度建立井壁失稳风险评价方法。利用Monte-Carlo随机抽样法,计算井壁失稳的风险概率数值解,分析井壁围岩失稳风险概率分布规律,并与传统井壁稳定性系数进行对比,建立全井段井壁失稳风险评价方法。结果表明:井壁失稳风险评价方法和程序能够满足井壁失稳评价的需要;基于可靠性理论建立的井壁失稳风险评价方法,可对井壁的稳定性进行定量评价;井壁失稳风险概率评价指标,可为传统井壁稳定性系数的选取和不确定性条件下的井壁稳定性评价提供依据。     

峨眉山玄武岩岩石学特征对井壁稳定性影响研究

四川盆地大兴场构造实施DS1及DS-001井深井钻进过程中,峨眉山玄武岩层段发生严重井壁垮塌掉块,造成多次卡钻;且DS-001被迫进行3次填井侧钻,钻井复杂导致施工周期延长,钻井成本增加,严重阻碍深部天然气资源的勘探开发。利用超景深体式显微镜观察、铸体薄片、X-射线衍射、滚动回收率实验、力学测试等岩矿测试手段研究峨眉山玄武岩的微观地质特征。研究结果表明,峨眉山玄武岩中不含黏土矿物,岩体中发育的天然裂缝、弱理面是导致井壁失稳的重要原因。正常钻进时,钻井液滤液沿着微裂缝进入地层内部,使孔隙压力增加,缝间摩擦力下降以及缝间充填物溶解致强度降低,导致井壁失稳。研究结论可为钻井设计提供参考。     

东营组硬脆性泥页岩井壁稳定性研究

硬脆性泥页岩地层的钻井过程中,井壁垮塌现象频发,严重影响了油气田的高效开发。为减少该类地层井壁失稳问题,本文通过室内试验对硬脆性泥页岩理化特性进行分析,并定量分析钻井液作用对泥页岩影响程度。基于室内试验结果,利用线弹性理论和单一弱面准则,建立了考虑弱面结构、温场作用、水化特性的井壁稳定模型。利用该模型对井壁稳定性影响因素进行分析,结果显示：弱面结构的存在使得坍塌压力明显升高。弱面产状变化,造成坍塌压力分布复杂,不再存在单调变化的井斜方位;随温差增大,造成地层坍塌压力上升,但上升幅度相对较小;钻井液作用会显著缩减安全钻井方位范围,提高井壁垮塌风险。现场实例分析结果表明：利用提出的井壁稳定模型可以准确地预测坍塌压力分布,从而指导现场钻井作业。     

基于模糊灰色理论心电图评价可靠性

为了改善各影响因素之间存在灰色模糊特征的动态心电图的评价可靠性,利用模糊灰色理论,构建基于模糊灰色理论18导联动态心电图评价可靠性模型,并通过样本对影响心电图系统可靠性各因素的分析,确立各隶属度函数,构造特征矩阵作为灰聚类的评判依据,从而减少了聚类过程的主观性,使得评价的准确率提高.经过临床实验研究证明,利用该方法对心电图进行评价,其评价精度、可靠性较传统方法显著提高,为该技术的实际应用奠定了理论与临床实验基础.     

汽车驾驶人可靠性量化方法

基于可靠性工程理论,提出了一种用“可靠度”表征驾驶人可靠性量化结果的方法．该方法由驾驶人反应时间推算差错率．并从驾驶人行为致因理论出发,为处于不同行车阶段的驾驶人筛选不同的可靠性影响因子．仿真结果表明,该量化方法不仅能统计分析驾驶人可靠度,还能描述可靠度与时间的变化关系．分析各影响因子和可靠度的关系．为安全行车提供可行建议．     

基于模糊贝叶斯理论更新概率可靠性模型

贝叶斯理论是基于无损检测结果对海洋工程结构可靠性进行更新研究的有力工具。针对传统贝叶斯理论无法有效地处理海洋结构无损检测中存在的大量模糊不确定性问题 ,根据模糊集合论的基本原理 ,在海洋结构可靠性概率模型更新研究中引入了模糊贝叶斯理论和模糊综合评判方法 ,对模型不确定性和检测结果中的模糊不确定性进行了定量评估。对基于检测结果的更新可靠性模型的参数分布和模型权值进行了探讨 ,并采用模糊综合评判方法确定了模型权值的先验概率。算例结果表明 ,此方法是可行的 ,检测结果的模糊性对可靠性概率模型更新具有重要影响 ,考虑模糊不确定性可以得到更为合理的结果。对于参数的概率密度函数而言 ,考虑多个模型和只考虑一个模型可得到相同的结果 ,但参数的不确定性对模型权值的更新有一定的影响。在工程实际应用中 ,对于有关海洋工程结构经检测和维修后的可靠性更新问题 ,应该考虑模糊不确定性的影响     

层理产状对页岩气水平井井壁稳定性的影响

根据四川盆地某页岩气田所取岩芯进行的强度实验,发现页岩呈现出显著的强度各向异性,沿层理面的剪切滑移是井壁失稳的主要机理。结合岩石力学实验结果,分析层理产状对井周应力状态的影响,得出井壁失稳风险分布图的演变过程,进一步分析了水平段坍塌风险随层理产状的变化规律。研究发现,沿层理面倾向钻进的水平井,坍塌压力随层理面倾角的增加先升高后迅速降低;沿层理面走向钻进的水平井则会不随着层理面倾角增大而发生变化。研究结论可以为页岩气钻完井设计提供参考。     

拱坝坝肩稳定可靠度分析方法探讨

以有限元和可靠度理论为基础,分析导出拱坝坝肩抗滑稳定可靠度公式,并编制了实用程序.对实际工程进行计算和分析并对比了定值分析方法,得出一些有益的结论.     

人的可靠性模糊评价方法

针对工作人员在工作中受工作环境的影响存在的不安全问题,运用人-机-环境系统工程理论,可靠性理论,模糊数学,从内因和外因两个方面分析了人的可靠性影响因素,并进一步给出了人的可靠性计算方法,采用模糊综合评价法评价人的可靠性。因为人与机器、环境相比人的行为具有自由度,人有随机应变处理情况的能力,然而这个自由度也正是人们处理简单的事情会产生失误的原因．     

基于经验数据的模糊可靠性分析Bootstrap方法

通常模糊数据可依据专家有限经验给出,如何利用这些有限的模糊数据获得较为理想的可靠性分析结果是一个亟待解决的问题。文中将Bootstrap方法引入到模糊可靠性分析中,讨论如何从有限的专家的经验数据中重复抽样,充分利用这些经验数据进行模糊可靠性分析,得到可靠性指标的置信区间,算例验证了此方法的可行性。