[发明专利]一种适用于大斜度井井眼稳定的评估方法

说明书

技术领域

本发明涉及油气钻井中的大位移、水平井钻井技术领域，具体涉及一种适用于大井斜条件下的井眼稳定性评估的方法。

背景技术

国内外在滩海油气、海洋油气和页岩气资源开发时主要是采用大位移井、水平井钻井方式，来提高油气勘探开发效益。

但大位移井、水平井在大井斜条件下钻井中往往遇到井壁失稳的问题，尤其是在深井泥页岩地层，井壁坍塌、漏失问题很突出，导致钻井事故复杂时效高、钻井井下安全无法保障，钻井成本急剧升高，严重影响勘探开发进度。如2008年我国东部某油田的滩海大位移井钻井中，在东营组、沙河街油页岩地层遭遇严重的井壁坍塌复杂，卡钻事故多发，漏失复杂情况也加重了井下的复杂。类似问题在我国南海的涠洲油田、蜀南页岩气水平井钻井中都遭遇到，美国阿拉斯加的Niakuk油田在大位移井钻井中也曾经遇到过，这些井壁失稳问题与直井有明确的不同，都是在大井斜条件下发生的，与地应力、岩石强度特性和井眼轨迹之间的关系很密切，引起了国内外专家学者的重视。

开展系统、可行、准确的大斜度井井壁失稳的力学机理研究，对大斜度井钻井采取合理的应对对策、保障井壁稳定具有重要的意义，但由于涉及到地应力的测定、地层岩心的收集和室内强度测定、利用测井资料建立地应力和地层强度的剖面、地层孔隙压力的预测、斜井的井壁应力分析、结合井眼轨迹的坍塌压力和破裂压力计算模型等一系列的复杂问题，使这一问题在具体应用到现场工程中面临着很多实际的困难。

在2008年东部某油田滩海大斜度井钻井中，3口大位移井相继发生严重的井壁坍塌、卡钻事故，单井最多发生5次填井侧钻事故，单井钻井周期增加1倍以上，单井损失旋转导向工具、损失周期累加成本1500万元以上。

发明内容

为了能够准确分析大斜度井钻井中保持井壁稳定，为油田开发的钻井平台位置优化、井眼轨迹优化设计、安全泥浆密度确定提供可靠的力学依据，本发明提供了一种适用于大斜度井井眼稳定的评估方法。

所述方案如下：

一种适用于大斜度井井眼稳定的评估方法，所述评估方法包括以下步骤：

步骤一，利用声波时差和密度测井资料获取地层压力P_p；

步骤二，测定地应力大小及方向、地层岩石强度参数；

步骤三，将所得到的地层压力P_p和地应力转换至斜井坐标下的井壁应力；

步骤四，确定大斜度井井壁失稳判断准则；

步骤五，建立井壁失稳与其斜度、方位角间的变化规律，根据变化规律制定大斜度井井壁稳定对策。

所述步骤一中地层压力P_p通过以下公式得出：

Pp=1103×g×(ρbwHA-ρbw-ρwClnΔtΔt0)]]>

式中：ρ_bw-表示上覆岩层的平均密度，g/cm³；

ρ_w-表示H_A处地层流体的密度，g/cm³；

Δt-深度H_A处地层的声波时差，μs/m；

Δt₀-深度H₀处地层的声波时差，μs/m；

Pp-A点的地层压力，MPa；

C-正常压实趋势线的斜率。