復雜載荷下深層脆性頁巖力學性能及破壞規律實驗研究

作者：范宇,王佳珺,劉厚彬,吳鵬程,高德偉,王旭東

摘要：四川自貢、瀘州等區塊深層頁巖硬度高、脆性強、層理縫發育,水平鉆井過程中井下阻卡、溢流等事故頻發。針對該問題,通過開展深層脆性頁巖鉆井液封堵性實驗及不同卸載圍壓速度下力學性能實驗,研究了鉆井液的封堵性及起鉆速度對脆性頁巖力學性能的影響及頁巖破壞規律。實驗結果表明:鉆井液封堵性對深層脆性頁巖強度和彈性模量具有明顯影響,封堵性好時,頁巖抗壓強度可達350 MPa,彈性模量為16000 MPa;封堵性差時,頁巖抗壓強度僅為40 MPa,彈性模量為6000 MPa;圍壓卸載速度越快,脆性頁巖越容易發生破壞,即起鉆速度過快會導致井底有效液柱壓力降低,引發井壁巖石崩落;井底壓力環境下頁巖多為沿層理裂縫發生破裂。該研究解釋了復雜工況下深層脆性頁巖力學性能及破壞規律,為現場制訂防塌工藝措施提供了科學依據。

發文機構：中國石油西南油氣田分公司 油氣藏地質及開發工程國家重點實驗室 西南石油大學 四川長寧天然氣開發有限責任公司

關鍵詞：脆性頁巖巖石力學鉆井液井壁穩定圍壓瀘州區塊brittle shalerock mechanicsdrilling fluidwellbore stabilityconfining pressureLuzhou Block

分類號： TE242[石油與天然氣工程—油氣井工程]