鉆井條件下影響巖石機械性質的因素
鉆井過程中,特別是在油氣井較深時,巖石處于高壓和多向壓縮條件下,巖石的機械性質發生了很大的變化。
一、井底各種壓力對巖石性能的影響
上覆巖層壓應力為覆蓋在井眼周圍地層巖石以上的壓力,它來源于上部巖石的重力。巖石內孔隙流體的壓力、水平地應力來自垂直方向上的上覆巖層壓力、地質構造力和鉆井液液柱壓力。
地應力的影響
理論分析表明,無論是垂直的上覆巖層壓力還是水平的地應力(均勻的或非均勻的)都會影響井壁巖石的應力狀態,從而影響到井壁的穩定。當井壁巖石的主應力的差值越大時,問題表現得越嚴重。如果井內鉆井液密度過小,一些松軟巖層就會產生剪切破壞而坍塌或者出現塑性流動使井眼產生縮徑。如果井內鉆井液密度過大,又會使一些地層造成破裂 (壓裂)。地層的破裂壓力取決于井壁的應力狀態,而這個應力狀態又和地應力的大小緊密相關。