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伊通地区是吉林油田的主要勘探区域之一,在该地区探井钻井过程中,遇到了复杂的泥页岩井壁不稳定问题,给钻井工程造成了极大的危害,且使探井质量明显降低。伊通地区双阳组泥页岩的井塌问题已成为制约该区域勘探的技术瓶颈之一。
泥页岩地层井壁稳定问题是涉及到众多因素的复杂技术难题。是许多科研机构长期致力于研究的内容。影响井壁稳定的因素有两方面:一方面是钻井液和岩石的化学因素,另一方面是地层力学因素。当前对井壁稳定性研究主要集中在力学和化学的耦合研究。本文属于这一研究范畴。
首先建立了直井弹塑性力学模型,利用摄动法推导了应力分布公式和塑性边界方程,为进行泥页岩坍塌周期分析奠定了基础。通过压力传递实验,得到了双阳泥页岩的渗透率和膜效率。建立了获取不同含水量泥页岩试样的实验方法-恒湿浸泡法。
通过三轴实验,得到了双阳泥页岩抗剪强度(内聚力、内摩擦角)与含水量之间的关系式。利用VisualBasic6.0开发了泥页岩井壁坍塌周期弹塑性分析软件,并对双阳组泥页岩井眼的坍塌规律进行了分析。根据这些规律,提出了双阳组泥页岩井眼防塌技术措施。