钻井液侵入纹层状页岩的模型

摘要

井壁失稳一直是钻井工程中的世界性技术难题，纹层状页岩弱面发育以及黏土矿物含量较高，导致井眼坍塌的风险增加，极大地制约了页岩水平井的高效开发.为了研究钻井液在纹层状页岩中的侵入规律，开展了驱替实验和核磁扫描，确定了不同驱替时间下钻井液侵入纹层状页岩的深度，基于实验结果建立了新的包含纹层侵入的纹层状页岩的流体侵入数学模型，在总吸水量一定的情况下，可以根据侵入时间求得钻井液在纹层的侵入深度以及侵入量，基于实验结果验证了模型的准确性，采用有限元-离散元法描述钻井液侵入过程并进行敏感性分析.研究结果表明：在钻井液使用量一定的条件下，钻井液沿纹层状页岩油的侵入深度与侵入时间呈正向对数关系，随着侵入时间、纹层张开度的增大，侵入深度逐渐变大，但后期增长缓慢最终趋于不变；随着纹层数量的增加，侵入深度逐渐减小.

关键词

页岩 / 纹层状 / 钻井液 / 侵入模型 / 影响因素

基金资助

国家自然科学基金资助项目（52204007）; 黑龙江省博士后特别资助基金项目（LBH-TZ2301）; 黑龙江省博士后面上基金资助项目（LBH-Z22044）