四川盆地西部地区超深井大尺寸井眼井壁失稳机理及防治对策OA北大核心CSTPCDEI

四川盆地纵向发育多套地层且地质结构复杂,深井超深井钻探过程中上部地层裂缝发育,井眼尺寸大,导致井壁坍塌复杂事故风险较高。为明确超深井大尺寸井眼失稳机理,针对四川盆地西部(以下简称川西)地区双鱼石区块超深井上部沙溪庙组地层开展了岩块XRD衍射、扫描电镜、直接剪切实验等,分析了岩样矿物组成和层理结构特征,测试了不同含水量与弱面强度之间的关系;并基于钻井液裂缝滤失、裂缝内压力分布以及井周应力分布,建立了考虑井眼尺寸效应的裂缝性地层坍塌压力计算模型;最后分析了沙溪庙组地层井壁失稳机理,提出了预防井壁失稳的技术对策。研究结果表明:①沙溪庙组地层为层理性泥页岩,微裂隙发育,Ø444.5 mm大尺寸井眼对地层坍塌压力具有显著影响,尺寸效应不可忽略;②由于裂缝的存在,盲目增加钻井液密度稳定井壁的方式可能造成更严重的坍塌后果;③原始地层压力、裂缝倾角对坍塌压力有不同程度的影响,增加钻井液黏度虽有利于降低坍塌压力,但实际应用意义不大;④提高泥饼质量、降低钻井液滤失量是保证裂缝性地层井壁稳定的重要且合理的方法。结论认为,该机理认识揭示了多场耦合作用下裂缝性地层大尺寸井眼井壁失稳机制,为四川盆地深井超深井钻井过程中大尺寸井眼井壁失稳预防和控制提供了理论参考。