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钻井工程中地层坍塌的原因有哪些?

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钻井工程中地层坍塌的原因有哪些?

发布日期:2019-11-19 作者: 点击:

    钻井工程中地层坍塌的原因有哪些?

    

    坍塌卡钻是井壁失稳造成的,是卡钻事故中性质较为恶劣的一种事故。因为处理这种事故的工序复杂,耗费时间多,处理风险大,甚至有全井或部分井眼报废的可能,所以在贵州钻井工程施工过程中应尽量避免这种事故的发生。

    

    地层坍塌的原因:

    

    1、地质方面的原因 

    

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    A、原始地层应力的存在。我们知道,地壳是在不断运动的,在不同的部位形成不同的构造应力(挤压、拉伸、剪切),当这些构造应力超过岩石本身的强度时,便产生断裂而释放能量。但当这些构造应力的聚集尚未达到足以使岩石破裂的强度时,它是以潜能的方式储存在岩石之中,当遇到适当的条件时,就会表现出来。此时,地层中任何一点的岩石都受到来自各个方向的应力作用。当地层被钻穿之后,钻井液液柱压力代替了被钻掉的岩石所提供的原始应力,当钻井液液柱压力不能平衡地层的侧向压力时,裸露地层就向井眼内剥落或坍塌。

    

    B、地层的构造状态。处于水平位置的地层其稳定性较好,但由于构造运动,发生局部的或区域的断裂、褶皱、滑动和崩塌、上升或下降,使得本来水平的沉积岩变得错综复杂起来,大多数地层都保持一定的倾角,随着倾角的增大,地层的稳定性变差,60度左右的倾角稳定性差。

    

    C、岩石本身的性质。沉积岩中常见的是泥页岩、砂岩、砾岩、石灰岩等。由于沉积环境、矿物组分、埋藏时间、胶结程度、压实程度不同而各具特性。钻井过程中易坍塌的地层有:未胶结或胶结不好的砂岩、砾岩、砂砾岩;破碎的凝灰岩、玄武岩;节理发育的泥页岩;断层形成的破碎带;未成岩的地层,如煤层、流砂层等。

    

    2、物理化学方面的原因:钻井多是在沉积岩中进行的,而沉积岩中70%以上是泥页岩。泥页岩都是亲水物质,不同的泥页岩其水化程度及吸水后的表现有很大的不同,泥页岩吸水后,强度直线下降,这是泥页岩井段坍塌的主要原因。

    

    3、贵州钻井工艺方面的原因:地层的性质及应力的存在是客观事实,不可改变。所以人们只能从工艺方面采取措施防止地层坍塌,如果对坍塌层的性质认识不清,工艺方面采取的措施不当,也会导致坍塌的发生。例如:钻井液液柱压力不能平衡地层压力;井斜的影响;钻具组合的影响;泥浆液面下降的影响等。

    

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