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摘要
在水平井钻进过程中，泥岩水化会导致岩石强度逐渐降低。目前依据临界坍塌压力确定的钻井液密度只能维持初始阶段井眼平衡，难以保持整个钻进过程中水平井井壁稳定。为此，根据线弹性岩石力学理论，结合Mohr-Coulomb准则，建立了泥岩水化后的井眼坍塌角度和坍塌深度模型，分析不同地应力作用下井眼的破坏程度和扩径率。结果表明，井眼坍塌深度随着岩石强度衰减而增大，总体坍塌面积增大；随着岩石浸泡时间增加，岩石强度和弹性模量逐渐减小，岩石泊松比和内摩擦角逐渐增大，适时调整钻井液密度才能减少岩石强度衰减造成的井眼坍塌。在一口水平井案例应用中，利用建立的岩石强度衰减井眼扩径率模型，设计了井眼扩径率与合理钻井液密度匹配图版，根据该图版适时定量调整钻井液密度，可有效改善井眼坍塌风险。该方法可为水平井地层强度衰减的井壁稳定评价及合理钻井液密度设计提供理论依据。
- 出版日期2023
- 单位长江大学
