钻井条件下影响岩石机械性质的因素
钻井过程中,特别是在油气井较深时,岩石处于高压和多向压缩条件下,岩石的机械性质发生了很大的变化。
一、井底各种压力对岩石性能的影响
上覆岩层压应力为覆盖在井眼周围地层岩石以上的压力,它来源于上部岩石的重力。岩石内孔隙流体的压力、水平地应力来自垂直方向上的上覆岩层压力、地质构造力和钻井液液柱压力。
地应力的影响
理论分析表明,无论是垂直的上覆岩层压力还是水平的地应力(均匀的或非均匀的)都会影响井壁岩石的应力状态,从而影响到井壁的稳定。当井壁岩石的主应力的差值越大时,问题表现得越严重。如果井内钻井液密度过小,一些松软岩层就会产生剪切破坏而坍塌或者出现塑性流动使井眼产生缩径。如果井内钻井液密度过大,又会使一些地层造成破裂 (压裂)。地层的破裂压力取决于井壁的应力状态,而这个应力状态又和地应力的大小紧密相关。