鉆井條件下影響巖石機械性質(zhì)的因素
鉆井過程中,特別是在油氣井較深時,巖石處于高壓和多向壓縮條件下,巖石的機械性質(zhì)發(fā)生了很大的變化。
一、井底各種壓力對巖石性能的影響
上覆巖層壓應(yīng)力為覆蓋在井眼周圍地層巖石以上的壓力,它來源于上部巖石的重力。巖石內(nèi)孔隙流體的壓力、水平地應(yīng)力來自垂直方向上的上覆巖層壓力、地質(zhì)構(gòu)造力和鉆井液液柱壓力。
地應(yīng)力的影響
理論分析表明,無論是垂直的上覆巖層壓力還是水平的地應(yīng)力(均勻的或非均勻的)都會影響井壁巖石的應(yīng)力狀態(tài),從而影響到井壁的穩(wěn)定。當(dāng)井壁巖石的主應(yīng)力的差值越大時,問題表現(xiàn)得越嚴(yán)重。如果井內(nèi)鉆井液密度過小,一些松軟巖層就會產(chǎn)生剪切破壞而坍塌或者出現(xiàn)塑性流動使井眼產(chǎn)生縮徑。如果井內(nèi)鉆井液密度過大,又會使一些地層造成破裂 (壓裂)。地層的破裂壓力取決于井壁的應(yīng)力狀態(tài),而這個應(yīng)力狀態(tài)又和地應(yīng)力的大小緊密相關(guān)。
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