南海深水高温高压条件下地层破裂压力的确定

我国南海北部深水地层欠压实程度高，具有胶结弱、承压能力低等力学特性，同时由于存在温度场，地层与钻井液之间的热交换会产生附加应力场，导致深水钻井过程中极易发生井漏，严重影响钻井效率和固井质量，亟需明确温度场对附加应力的影响。为此，以弹性力学为基础，采用数值模拟方法，建立了考虑温度影响的井周应力分析模型；在现有地层破裂压力模型基础上，综合考虑温度及时间的影响，确定了南海深水环境下的地层破裂压力动态变化规律。分析结果表明：井壁和地层的温度变化幅度随着钻井液循环时间增长而逐渐增大，热附加应力也随着钻井液循环时间增长逐渐增大，最大径向热应力在距井眼中轴线一定距离处，最大切向应力和最大垂向应力均在井壁处；井壁温度降低时，井壁收缩产生拉应力；井壁温度降低时，井周应力也随之降低，切向应力和垂向应力在井壁处的降低幅度最大，径向应力降低幅度最大处在距井眼中轴1.65倍井眼半径处；考虑温度变化影响时的破裂压力偏差远低于不考虑温度变化影响时。研究结果表明，温度变化对井周应力有影响，预测地层破裂压力时考虑温度的影响可以提高其预测精度，从而提高钻井液安全密度窗口的预测精度，可为南海深水安全高效钻井提供理论指导。

《南海深水高温高压条件下地层破裂压力的确定》（作者：幸雪松，袁俊亮等）一文已发表于《石油钻探技术》2023年第6期。