页岩储层各向异性对水平井坍塌压力的影响

为揭示层理页岩强度各向异性对水平井井壁坍塌压力的影响规律,对取自四川盆地龙马溪组页岩钻井不同层理角度的岩芯,通过岩芯观测、偏光显微镜、扫描电镜试验分别从宏观和微观角度研究了页岩层理特征,并基于单轴抗压强度研究了页岩强度各向异性特征.层理结构发育导致页岩呈现出显著的各向异性特征,粗略地将页岩视为各向同性体及简单采用Mohr-Coulomb准则作为破坏判据,使得预测的维持井壁稳定的坍塌压力不能满足安全钻井的需要.该文在研究层理地层岩石力学特性的基础上,采用横观各向同性地层井周应力分析模型,研究了弹性模量及地应力各向异性比对井周应力的影响;并结合考虑中间主应力的Mogi-Coulomb判据,分析了井壁坍塌压力对弹性模量E和Poisson(泊松)比ν各向异性比值变化的敏感性.实例分析结果表明:弹性模量和水平地应力各向异性比值的变化会对井周应力产生较大影响;Poisson比各向异性对井壁坍塌压力没有明显影响,而弹性模量比值的变化对井壁坍塌压力影响较大;横观各向同性地层中井壁坍塌压力与储层水平和垂直方向的硬脆性强弱关系有关,弹性力学参数各向异性既有可能利于井壁稳定,也可能更易导致井壁的剪切破坏;在实际工程中应根据储层岩石水平和垂直方向的硬脆性强弱关系,确定安全钻井液密度窗口.该结果对现场施工具有很好的指导意义.     

耐温耐盐AM-AMPS-DMDAAC-NEA共聚物粘土稳定剂的合成及性能研究

以丙烯酰胺(AM),2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS),二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC)和N-烯丙基庚酰胺(NEA)制备了一种耐温耐盐AM-AMPS-DMDAAC-NEA四元聚合物。对该聚合物进行了红外、ESEM表征。考察了反应温度、pH值、引发剂加量、单体浓度、配比等对聚合物表观粘度的影响,确定了最佳的合成条件。抗温、抗盐、抑制钠蒙脱土(MMT)水化膨胀实验结果表明:在矿化度为12000mg/L或130℃条件下表观粘度保留率分别为70%和48.8%,同时该聚合物与KCl或NaCl复配能够显著降低MMT的晶间距。