钻井液滤失对煤岩井壁稳定性的影响_中国煤炭行业知识服务平台

钻井液滤失对煤岩井壁稳定性的影响

作者

张毅陈东张慧刘蒙蒙刘富魏凯
单位

中联煤层气国家工程研究中心有限责任公司中石油煤层气有限责任公司新疆煤田地质局一五六煤田地质勘探队长江大学石油工程学院
摘要

煤岩具有割理、孔隙等多孔特性,钻井液易侵入,导致井壁围岩失稳。考虑钻井液滤失对煤岩的物理作用,以Mohr-Coulomb塑性模型为煤岩破坏准则,建立了煤岩井壁稳定评价的流固耦合模型,通过数值模拟,对比分析了钻井液滤失对煤岩应力场和渗流场的影响。结果表明:不均匀地应力的挤压作用使钻井液容易沿着最大水平地应力方向滤失;而钻井液滤失会导致孔隙压力增大,继而使井壁煤岩的应力发生改变,应力场最大值由最大水平地应力方向转移到了最小水平地应力方向,且应力极值由15 MPa增至17 MPa,不利于煤岩稳定;在正向压差条件下,钻井液会侵入煤岩孔隙,使孔隙压力增大,导致煤岩应力增大,引起煤岩失稳;因此,钻井液密度设计时应综合考虑井筒液柱支撑井壁和孔隙增压破坏井壁的影响。
关键词

煤层气井壁稳定钻井液滤失流固耦合数值模拟
基金项目(Foundation)

“十三五”国家重大科技专项资助项目（2016ZX05043-002,2016ZX05043-003）
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