页岩油井壁稳定性测试及评价方法.docx

NB/T11285—2023

页岩油井壁稳定性测试及评价方法

1范围

本文件描述了页岩油钻井过程中井壁稳定评价的测试，分析与评价的主要流程，方法。

本文件适用于页岩油地层钻进，循环及起下钻过程中的井壁稳定性测试，分析及评价。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件，不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的惨改单)适用于本文件。

DZ/T0276.4—2015岩石物理力学性质试验规程第4部分；岩石密度试验

DZ/T0276.18—2015岩石物理力学性质试验规程第18部分：岩石单轴抗压强度试验DZ/T0276.20—2015岩石物理力学性质试验规程第20部分：岩石三轴压缩强度试验

DZ/T0276.21岩石物理力学性质试验规程第21部分：岩石抗拉强度试验

SY/T5623—2009地层压力预(监)测方法

SY/T7617—2021海相页岩地质力学评价规范

3术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。

3.1

当量密度equivalentdensliy

压力换算成的钻井液密度。

4测试评价原理

通过岩心三轴压缩强度试验，获取地层岩石力学特性，结合测井资料及现场工程数据，计算研究区域的地应力、地层孔隙压力、破裂压力、坍塌压力及漏失压力，从而硫定井壁失稳的临界条件。根据钻井过程中钻井液循环及起下钻等不同工况下井底有效压力计算，获取井底当量密度，通过与井壁失稳临界条件的对比，评价不同工况下的井壁稳定性。

5测试评价准备

5.1测试设备

5.1.1岩心钻取机：钻取岩心直径25mm,钻取长度100mm。

5.1.2游标卡尺：量程15cm,精度0.02mm。

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5.1.3磨石机。

5.1.4万能角度尺。

5.1.5千分表及表架。

5.1.6标准V型块。

5.1.7岩石常规三轴力学试验机：加载速率0.5MPa/s～1.0MPa/s,载荷控制精度0.01MPa。

5.2工程资料

5.2.1密度、声波时差、自然伽马、自然电位、电阻率等测井资料。

5.2.2溢、漏、塌、卡等复杂工况记录。

5.2.3地破试验、压裂施工等工程资料。

5.3试样制备

5.3.1岩石常规物理力学性质试验的试样尺寸和数量要求应符合表1的规定。

表1各项试验的标准试样尺寸和数量

试验项目

试样形状

试样尺寸

试样数量，个

密度

圆柱体

直径25mm。高径比2.0～2.5

≥3

抗拉强度试验(剪裂法)

直径25mm,高径比0.5-1.0

23

三轴压缩强度试验

直径25mm。高径比20～2.5

≥5

5.3.2试样制备按照以下步骤执行：

a)用岩心钻取机在全尺寸岩心或露头岩块上钻取圆柱体岩样；

b)用切石机将钻取出的圆柱体岩样两端切割平整。

5.3.3试样精度要求及检查方法按照DZ/T0276,18—2015中6.7的规定执行。

5.3.4开展测试前应对试样进行检查，剔除存在断裂、孔洞等完整性差的试样。

6岩石物理与力学特性测试

6.1试样描述

6.1.1试验前应对试样进行描述，主要描述内容包括：

a)岩心来源(区块、油田、井号、层位等)

b)岩性、主要矿物成分，颜色；

c)试样尺寸、体积、重量；

d)试样层理、裂隙等结构特征及其与加载方向的关系。

6.1.2试样描述内容及格式见表A.1。

6.2试验测试

6.2.1岩石密度测定试验，按照DZ/T0276.4—2015中第4章的规定执行，试验过程记录内容及格式见表A.2。

6.2.2岩石抗拉强度试验，按照DZ/T0276.21的规定执行，试验过程记录内容及格式见表A.3。

6.2.3岩石三轴压缩强度试验，按照DZ/T0276.20—2015中7.2～76的规定执行，试验过程记录内

3

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容及格式见表A.4。围压加载上限的最低值按照如下方法确定。

a)若上覆岩层性质与试样性质相同或相近，可用试样块体物性参数代替上覆岩层的相应参数，围压上限的最低值按照公式(1)计算；

……

(1)

式中：

o—试验加载围压值，单位为兆帕(MPa);p—岩石泊松比，无量纲；

H——试样取样深度，单位为米(m);

m——地层密度，单位为克每立方厘米(g/cm3),

a——有效应力系数，无量纲，

P——地层孔隙压力，单位为兆