米桑油田盐岩层定向钻井的井壁稳定性研究
井壁稳定性实时预测方法
文章编号 :100020747 (2008) 0120080205
井壁稳定性实时预测方法
中图分类号 : TEP631. 44 文献标识码 :A
Real2time prediction method of borehole stability
WU Chao , C H EN Mian , J IN Yan ( Facult y of Pet roleum En gi neeri n g , Chi na U ni versit y of Pet roleum , B ei j i n g 102249 , Chi na) Abstract : Based o n the clo se relationship between seismic and logging informatio n , a real2time p rediction model of borehole
系模型等技术环节还不完善 ,而且预测时效性也不够 理想 。除以上两种较成形的方法以外 ,基于地震反演 技术[4 ,5] 和地质统计建模技术[6 ,7 ] 进行井壁稳定性预测 是井壁稳定钻前预测技术的发展趋势 。
根据勘探地震学原理 ,探区内的地震记录与反射 界面的反射系数密切相关 ,而反射系数又可由声波和 密度测井确定 ,所以地震记录和声波及密度测井资料 之间存在着非线性关系 ,运用神经网络这一有效的非 线性建模工具可以通过地震资料预测声波和密度测井 数据 ,再利用井壁稳定测井分析方法即可在钻前预测 井壁稳定性 。地震属性是从地震记录中通过特定数学 方法提取的特征参数 ,它们可以从不同角度深刻反映 地震信息的内在特征 ,因此通过地震属性预测测井信
临兴区块浅部气层大斜度定向井钻井关键技术
防气窜固井技术
为提高浅部气层井段固井质量，固井施工过程中
采取如下技术措施：
围的岩屑，能够充分发挥外齿的保径和井眼合理扩大
（1）针对浅部气层发育储层固井气窜风险，二开固
效果；另外两个喷嘴在钻头底部，射流方向为轴向；对
井采用一次性全返工艺，水泥浆采用快凝防气窜水泥
较大影响[8]。
为 满 足 浅 部 气 层 后 效 射 孔 开 发 需 求 ，采 用
由于地层埋深较浅，地层温度较低，低温条件下水
⌀139.7mm 套管射孔完井，按照标准尺寸逐层确定各
泥水化速度慢，早期强度发展慢，水泥浆在凝结过程失
开次钻头和套管尺寸，并参考固井设计标准浅部气层
重大、凝结过渡时间较长，浅层气发育井段容易窜槽，
有一定的空间。为减少造斜井段钻具刚性，钻具组合
相控制两方面着手。
为提高岩屑携带能力，环空返速须达到 0.8m/s 以
设计时尽量减少钻铤数量，使用螺旋钻铤和加重钻杆
上，二开井段保持 25~30L/s 钻进排量，保持钻井液低
作为防卡钻具组合并提供钻压。
针对地层上部以砂泥岩混合夹层为主，造斜率低
粘高切的流变性，使钻井液具有足够的结构力，增强岩
保证固井质量与施工安全。本文通过对浅部气层大斜
0.24g/cm ，
长度保证紊流接触时间 7~10min。
度定向井设计与现场施工，形成了适合于浅部气层大
3
斜度定向井配套钻井技术，对后续开发井的实施具有
3
现场应用效果
1D 井作为该井台第一口完钻的浅部气层大斜度定
指导作用，对同类气层的开发具有借鉴意义。
向井，
合 为 ：⌀ 215.9mm PDC + 172mmPDM + F/V +
211004355_米桑油田大斜度井钻杆传输测井技术
72米桑油田位于伊拉克东南部Missan省，具有储层非均质性强，地层压力系数高，地层水矿化度高的特点，且发育巨厚盐膏层。
盐膏层存在缩径变形和喷漏同层的复杂情况，然而本区块盐下井段造斜率高达7°～9°/30m，导致井壁不规则、局部大狗腿度等问题。
井斜小于45°的定向井测井电缆可依靠自重下放至井底，大斜度井、水平井受井壁摩阻、井眼规则程度、井眼尺寸及曲率半径等因素影响，电缆无法通过自重下放至井底（图1）。
目前米桑油田主要的测井工艺有随钻测井和水平井爬行器牵引测井技术。
随钻测井主要应用于在大斜度井和水平井随钻地质导向和地层评价方面，地质导向方面应用效果较好，但用于测井解释时数据严重失真 [1]。
水平井爬行器牵引测井技术受工艺和爬行器引力的限制，且应用范围局限于套管井测井，在米桑油田大斜度井和水平井中适应性较差。
为克服随钻测井和电缆测井在大斜度井和水平井应用的痛点，采用钻杆作为外部保护来输送测井仪器到达井底，极大降低测井难度和井下风险。
笔者针对米桑油田测井作业难点及技术需求，开展了PCL关键技术研究，形成了一套成熟的PCL现场作业技术，大大提高大斜度井段和水平段测井成功率，并显著降低作业时长和作业成本。
1 PCL 仪器基本原理PCL测井仪器串主要由电缆测井仪器、钻杆、公/母湿接头组成（图2）。
测井电缆通过公接头外米桑油田大斜度井钻杆传输测井技术张涛中联煤层气有限责任公司神府分公司 陕西 神木 719300 摘要：米桑油田井斜大于60度的大斜度井及水平井测井电缆无法下放、随钻测井（LWD）成本高昂且测井数据处理后解释可靠度低的问题。
针对上述测井作业难点，为提升测井作业时效降低测井成本，米桑油田应用了钻杆输测井技术（PCL，Pipe Conveyed Logging）。
相比于电缆测井和随钻测井，PCL在提高作业时效、强化井控能力和降低作业成本方面具有明显优势。
PCL技术目前已成功应用于米桑油田大斜度井及水平井测井，并形成了一套PCL现场作业关键技术，实现了降本增效，为米桑油田大斜度井测井作业提供了有力的技术支持。
塔河油田井壁稳定机理与防塌钻井液技术研究!!!
文章编号:1000-7393(2005)04-0033-04塔河油田井壁稳定机理与防塌钻井液技术研究3徐加放1 邱正松1 刘庆来2 张红星1 于连香1(1.中国石油大学石油工程学院,山东东营 257061; 2.中石化西北分公司工程监督中心,新疆轮台 841600)摘要 针对塔河油田井壁不稳定地层,选取代表性泥页岩岩心,通过X -射线衍射、扫描电镜、膨胀、分散、比表面积、比亲水量等试验方法,进行了矿物组成、层理结构和理化性能分析,弄清了塔河油田井壁不稳定的主要原因,提出了有效的井壁稳定技术对策,优选出2套防塌钻井液配方。
现场试验表明,2套防塌钻井液配方均具有中途转型顺利、维护处理简单、防塌效果突出等优点,使用该钻井液体系可加快钻井速度,节约钻井综合成本。
关键词 塔河油田 泥页岩 井壁稳定 防塌 钻井液中图分类号:TE254 文献标识码:A 塔河油田由于井深(5600～5800m )、钻遇地层和地质构造复杂、存在多套压力层系等,钻探过程中普遍存在严重的井眼不稳定问题,主要表现为以三叠系和石炭系为主要地层的井眼垮塌、扩径、井漏、长时间大段划眼、严重卡钻、测井阻卡、固井质量差等。
据统计,2002年井身质量优良率只有46.15%,井径扩大率高达50%以上,共出现十几次卡钻现象,并有17口井测井遇阻遇卡,测井资料未能取全,造成钻探成本高,严重影响了油气井钻探进度。
因此,针对塔河油田三叠系、石炭系井壁不稳定地层,选取代表性泥页岩岩心样,开展了室内研究,开发了2套防塌钻井液配方,并进行了现场试验。
1 井壁失稳机理分析1.1 X -射线矿物分析分析了塔河油田易坍塌地层的全岩矿物组成和黏土矿物相对含量,结果见表1、表2。
由表1、表2看出,塔河油田岩样岩性差别大,不均质性强,岩样中既有典型的石英砂岩,又有砂质泥岩和黏土矿物含量高达56%的典型泥页岩;5种典型岩样的黏土矿物组成差别较大,以蒙脱石等膨胀性黏土矿物为主的地层,容易膨胀、分散,井壁不稳定的主要形式是缩径、泥包钻头、造浆等,而以伊利石等非膨胀性黏土矿物为主的地层,其坍塌形式主要为剥落掉块。
泥岩地层井壁稳定性研究
52U Η + 5r2 × 5 2U r + 5r5Η
( 1- 2Λ) 5E 5 Ur 3- 4Λ + = 0 2 ( 1- Λ) rE 5r 2 ( 1- Λ) r2 5Η
5 Ur 5r 5Η
r
( 3) ( 4) ( 5)
UΗ Ur 1 5 +
z= Ε
5 Uz 5z
3 刘向君, 1969 年生; 1995 年毕业于西南石油学院石油工程系, 获工学博士学位; 现在西南石油学院完井中心工作。 地址:
( 637001) 四川省南充市。 电话: ( 0817) 2224433 转 2910。
( 1) ( 2)
可见, 在柱坐标系下, 从静力学出发建立的平衡 方程与无水化过程时的平衡方程形式完全相同。 但 这里的径向应力 ( Ρr ) 、 周向应力 ( ΡΗ) 、 剪切应力 ( ΣrΗ) 包括钻开地层由于载荷不平衡引起的应力和水化膨 胀应力两部分。 几何方程为: Ε r=
= Ε Η
r
及 P ierre 页岩岩心, 对泥页岩在不同水活度溶液中 的膨胀动力学过程进行了全面深入的研究, 实验证 明: 材料的膨胀百分比与材料所吸收的水分重量百 分比成正比; 实验也证明, 页岩水化可以用扩散吸附 过程加以描述。Yew C H 等首先利用泥页岩地层的 这一实验结果, 提出了一种计算井眼周围水化应力 分布的模型。 本文将以均匀各向同性的线—弹性力 学井壁稳定性模型为基础和出发点, 引用 Yew C H
( 7) w = f ( ∃w ) = k 1 ・∃w + k 2 ∃w Ε 其中, ∃w ( r , t ) 是指径向剖面上随时间而变化的吸 附水增量。 已知任意时刻地层含水量的分布 w ( r ,
X油田长7致密油储层特征研究及有利区预测
X油田长7致密油储层特征研究及有利区预测王平平;李宇飞;刘权奎;朱思卿【期刊名称】《石油化工应用》【年(卷),期】2024(43)4【摘要】X油田长7油藏是长庆油田第六采油厂的重点勘探区域,目前在该区域共完钻探井、开发井290余口。
本文通过对该区探井的测井、录井、钻井以及试油等资料的系统整理,重点认识主要含油层系长7油层组的沉积微相及砂体展布特征,深入分析储层特征,明确油藏特征,开展有利区预测。
研究结果表明:X油田长7岩性主要为灰色、灰绿色极细-细粒岩屑质长石砂岩,分选中等~好,次棱状磨圆;填隙物中黏土矿物以高岭石和绿泥石为主,碳酸盐矿物以铁方解石和铁白云石为主。
研究区长7致密油储层非均质性为中等偏弱储层,整体以Ⅲ类储层分布为主,长7_(2)小层Ⅰ、Ⅱ类储层较为发育,为研究区优质储层。
综合研究长7致密油储层优选建产有利区5个,新增地质储量1669.9×10^(4)t。
为该区的整体规划、开发方案编制及区域探井部署提供了一定的地质依据。
【总页数】4页(P95-98)【作者】王平平;李宇飞;刘权奎;朱思卿【作者单位】中国石油长庆油田分公司第六采油厂【正文语种】中文【中图分类】TE122.2【相关文献】1.储层致密化影响因素分析与有利成岩相带预测——以马岭油田长8油层组砂岩储层为例2.基于自主研发微观驱油实验装置下低渗透储层水驱油渗流特征研究——以姬塬油田长61储层为例3.致密砂岩储层微观水驱油实验及剩余油分布特征——以鄂尔多斯盆地吴起油田L1区长7储层为例4.束鹿凹陷沙三下亚段致密油储层特征及有利目标区预测5.安塞坪桥区延长组长9致密油储层预测及有利区优选因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
米桑油田布泽干区块尾管遇卡原因及应对措施分析
米桑油田布泽干区块尾管遇卡原因及应对措施分析米桑油田布泽干区块是位于中国西北部的一个重要油田，该油田采油工艺复杂，尾管遇卡问题一直是人们关注的焦点。
本文通过对米桑油田布泽干区块尾管遇卡原因进行分析，并提出有效的应对措施，希望能够对相关工程技术人员的工作提供一定的指导和参考。
一、尾管遇卡原因分析1. 井眼地层条件复杂米桑油田布泽干区块的地层条件复杂，有多种类型的地层，包括砂岩、泥岩、页岩等。
这些地层的特点各不相同，在井眼下行过程中容易造成尾管遇卡。
2. 地质构造影响米桑油田布泽干区块地质构造复杂，存在着多种断层、褶皱等地质构造，这些构造对井下作业带来了许多困难，也容易导致尾管遇卡问题的发生。
3. 钻井工艺不当在进行钻井作业时，如果工艺不当，比如使用不合适的钻头、切削速度过快等，都会引起井下井壁不稳定，尾管遇卡的情况会相应增加。
4. 操作人员技术水平不足操作人员技术水平不足也是导致尾管遇卡问题发生的一个重要原因。
如果操作人员对井下地质、地层结构等环境因素了解不够，就容易出现处理不当而导致尾管遇卡的情况。
二、应对措施分析1. 加强地质勘探在进行井下作业之前，需要加强对井区地质条件的勘探和分析，了解地层构造、地层稳定性等情况，为制定合理的作业方案提供数据支撑。
2. 选择合适的钻井工艺在进行钻井作业时，需要根据地层条件和井下环境等因素选择合适的钻井工艺，比如选用适合地层特点的钻头、控制切削速度等，尽量减少对井下地质环境的干扰。
3. 实施定期检查和维护对已经下井的尾管进行定期的检查和维护工作，发现问题及时做出处理，避免尾管出现故障或遇卡的情况。
4. 加强操作人员培训加强对操作人员的培训，提高其对井下环境因素的认识和理解，提高其处理应急情况的能力，减少操作人员技术水平不足所带来的风险。
5. 根据井下情况及时调整作业方案针对井下地质构造、地层条件等因素的变化，及时调整作业方案，合理安排作业进度和工艺流程，减少因地质条件导致尾管遇卡问题的发生。
层状盐岩储气库围岩渗透特性及密闭性评价研究的开题报告
层状盐岩储气库围岩渗透特性及密闭性评价研究的开题报告一、研究背景和意义层状盐岩储气库是目前国内外应用较广泛的一种储气方式，其具有地下空间丰富、灵活性高、储量大等优势，被广泛应用于天然气、天然气液化气体等气体的储存。
然而，储存过程中，盐岩层的渗透性和密闭性是影响储气库安全稳定运行的重要因素之一。
因此，对层状盐岩储气库围岩的渗透特性和密闭性进行评价具有重要的意义。
二、研究目的和内容本研究旨在通过对层状盐岩储气库围岩的渗透特性和密闭性进行评价，为储气库的安全稳定运行提供科学依据。
具体研究内容包括：1. 围岩渗透性的测试与分析。
采用现场试验和室内试验相结合的方式，对层状盐岩储气库围岩的渗透性进行测试和分析，探究其物理性质、孔隙结构、渗透性等方面特征。
2. 围岩密闭性的测试与分析。
通过现场试验和室内试验，对层状盐岩储气库围岩的密闭性进行测试和分析，探究其水侵入性、气体渗透性等方面特征。
3. 模拟分析。
通过建立区域、局部建模，运用有限元、有限差分等方法模拟和分析层状盐岩储气库围岩的渗透性和密闭性。
4. 综合评价。
根据实验数据和模拟结果，综合评价层状盐岩储气库围岩的渗透性和密闭性，并提出相应的评价标准和建议。
三、研究方法本研究采用现场试验和室内试验相结合的方式对层状盐岩储气库围岩的渗透性和密闭性进行测试和分析；利用Ansys、Comsol等软件建立区域、局部模型，运用有限元、有限差分等方法模拟和分析层状盐岩储气库围岩的渗透性和密闭性；通过实验数据和模拟结果，对层状盐岩储气库围岩的渗透性和密闭性进行综合评价。
四、研究预期结果通过本研究，预期可以得出如下结果：1. 获得层状盐岩储气库围岩的渗透性和密闭性数据。
2. 探究层状盐岩储气库围岩渗透性和密闭性的形成机理，并提出相应的成因解释。
3. 建立区域、局部模型，模拟分析层状盐岩储气库围岩渗透性和密闭性，获得相应的数值结果。
4. 根据实验数据和模拟结果，综合评价层状盐岩储气库围岩的渗透性和密闭性，提出相应的评价标准和建议。
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米桑油田盐岩层定向钻井的井壁稳定性研究吴怡;卢运虎;刘书杰;王名春;洪国滨;吴晓冬【摘要】定向井穿越复合盐膏层,易遭遇溢流、井漏、井塌、阻卡等钻井复杂情况.联系伊拉克米桑油田盐膏层地质实际,在盐岩层定向钻井的井壁稳定性问题研究中引入瞬时弹性分析法和有限元分析法,推导建立了瞬时弹性坍塌压力、破裂压力及控制井眼盐岩蠕变收缩的钻井液密度计算模型.通过对米桑油田X井盐岩岩心进行三轴蠕变实验测试,利用模型计算分析了X井盐岩层的坍塌压力、破裂压力及安全钻井液密度.结果表明,盐膏层水平与垂直方向力学性质差别明显,各向异性突出,弹性模量低,水平方向泊松比高,盐膏层的安全钻井液密度窗口为2.31～2.50 g/cm3.研究成果应用于米桑油田盐岩层钻井方案设计,有效解决了井壁稳定问题.【期刊名称】《重庆科技学院学报（自然科学版）》【年(卷),期】2019(021)001【总页数】5页(P63-67)【关键词】盐岩层;定向井;井壁稳定性;钻井液密度;计算模型【作者】吴怡;卢运虎;刘书杰;王名春;洪国滨;吴晓冬【作者单位】中海油研究总院有限责任公司,北京 100028;中国石油大学(北京)石油工程学院,北京 102249;中海油研究总院有限责任公司,北京 100028;中海油研究总院有限责任公司,北京 100028;中国石油大学(北京)石油工程学院,北京 102249;中国石油大学(北京)石油工程学院,北京 102249【正文语种】中文【中图分类】TE283伊拉克米桑油田钻遇地层层系众多，其定向井造斜点都位于复杂盐膏层处，曾有多个定向井段钻遇盐岩、膏岩及泥岩复杂互层。
盐岩层大斜度定向钻井作业难度大，容易遭遇溢流、井漏、井塌、阻卡等钻井复杂情况，导致原井眼报废。
针对米桑油田出现的盐岩蠕变缩径、软泥岩流动、泥页岩及石膏地层坍塌等现象，课题组以米桑油田盐岩层地质资料为基础，运用瞬时弹性分析法和有限元分析法，对盐岩层定向钻井的井壁稳定性问题进行了研究。
1 瞬时弹性分析法采用瞬时弹性分析法研究井眼力学稳定性机理，基于如下4点假设[1]：(1) 地层是均匀各向同性、线弹性材料，井壁围岩处于平面应变状态；(2) 不考虑岩石与钻井液的物理化学作用所引起的力学性质的变化；(3) 不考虑温度应力的影响，忽略多孔弹性介质影响；(4) 井壁某一点的应力满足破坏准则时，井壁发生破坏。
1.1 井壁应力状态针对井筒内压、地应力和压裂液渗流效应的联合作用，根据叠加原理，求得大位移井的井眼周围应力场分布。
由于井壁上没有剪应力，其余2个主应力在井壁平面内，根据二维空间应力关系，得到三轴应力(σrr、σ1m、σ2m)的表达式如下。
(1)式(1)中的3个主应力是井壁岩体总应力，pm为泥浆液柱压力。
在对井壁岩石进行失稳判断时，应减去孔隙流体的作用力(ηpp)，根据作用在岩石骨架上的有效应力进行判断。
地层深部，井壁岩石骨架的3个有效应力为(2)1.2 瞬时弹性坍塌压力根据应力的莫尔圆关系，正应力和剪应力可以由最大主应力(σ1)和最小主应力(σ3)表示。
通过三角运算，岩石平衡的极限应力状态可由式(3)表示。
(3)当剪应力增大超出此状态时，岩石发生破坏，即井壁岩石不发生坍塌破坏的条件可表示为[3]：(4)式(4)中，1.3 瞬时弹性破裂压力当井壁岩石所受有效拉伸应力达到岩石的抗拉强度时，岩石就发生破裂。
对于拉伸破坏，一般采用最大拉应力理论，即当应力满足式(5)时，井壁岩石拉伸断裂。
σ3≤-|St|(5)式(5)中，St为岩石抗拉强度，2 有限元分析法为简化分析，假设：(1)盐岩地层为各向同性，且为平面应变问题；(2)静水压力不影响盐岩的蠕变；(3)广义蠕变速率(eij)与应力偏量(Sij)具有相同的主方向；(4)有效应力采用von Mises有效应力；(5)盐岩地层水平地应力为均匀的；(6)井内钻井液柱压力为pi，井眼半径为a，且井眼为垂直井眼。
2.1 蠕变稳定性模型2.1.1 极坐标下的蠕变速率将Heard蠕变本构关系表示的单轴应力下的表达式，转化成三轴应力下的表达式[4]：(6)其中，&ij为稳态蠕变速率，E为盐岩激活能，R为理想气体常数，t为时间(单位d)，θ为绝对温度，A、B为流变参数，μc为盐岩横向和纵向蠕应变速率的比值。
由前面的假设可知，μc=0.5。
采用Von Mises有效应力，有：(7)根据式(6)(7)，可解得在极坐标下的蠕变率分量表达式[5]：(8)(9)2.1.2 径向与周向应力差径向应力与周向应力差的表达式如式(10)[6]。
其中，N为非线性应力指数，N>1。
(10)在蠕变前(t=0)的力学模型中，任取一点P为研究对象。
设该点的极径为r0，则在任一时刻，该点的极径为r=r(t)=r0+uc，其中uc为该点的径向蠕变位移[7]，uc=uc(r0，t)。
在假设的平面应变和轴对称应力边界条件下，任一时刻(t)的力学平衡方程和几何方程为：(11)(12)双曲正弦函数为奇函数，得&r =-&θ，与式(12)联立求解，则(13)从式(13)可知，同一时刻，径向蠕变位移(uc)与蠕变前井距(r0)成反比。
其中，c(t)为与时间有关的常数。
将式(13)代入式(12)，可得(14)进而可得(15)将式(15)代入式(10)，可得径向应力与周向应力差的新表达式：(16)2.1.3 泥浆密度由平衡方程式(11)，可得(17)根据力学平衡条件，有(18)因为在极坐标下，径向应力为压应力，力的作用方向指向井眼中心，故这里的指钻井液柱压力，为均匀水平地应力。
代入式(17)，整理可得：-(p0-pi)(19)由式(13)，取一井壁质点(井壁任一点)，由于该点在t=0时刻，极径 r0=a0，于是可得：c(t)=a0uc(a0,t)=a0[a(t)-a0)](20)&(21)设n为某时刻t的井眼半径收缩速率，以百分数表示，n(t)>0，且(22)u&(a0,t)=-a0·n(t)(23)&(24)将式(24)代入式(16)，并化简，得：(25)设地下深度H处，钻井液密度为ρ，该处的井眼井壁内压(pi)为[8]：pi=ρgH(26)将式(26)代入式(25)，计算可得：(27)式(27)即为控制井眼盐岩蠕变收缩的泥浆密度新的计算公式。
由此，只要知道井眼起始半径(a0)即钻头半径，给定所需控制的井眼缩径率，当时的实际井眼半径(a)，就可求得维持给定井眼缩径率所需的安全钻井液密度下限值。
3 工程应用3.1 X井的基本情况米桑油田X井所钻遇地层上部以砂泥岩为主，中部以石膏、盐岩、页岩沉积为主，下部以碳酸盐岩地层为主。
在盐膏岩夹杂页岩层位发现有高压溢流现象，并伴随缩径现象；在盐下碳酸盐地层易发生井漏和卡钻。
通过对米桑油田已钻井复杂情况的统计分析，发现钻井中出现的工程问题主要表现是盐岩蠕变缩径、软泥岩流动、泥页岩及石膏地层坍塌和裂缝性灰岩地层漏失及坍塌。
为提高整体的勘探开发经济效益，采用大斜度井钻井技术。
大斜度井因为井斜角大、井眼长，又可能钻遇岩膏层，所以对井壁稳定技术提出了更高的要求。
3.2 岩石蠕变实验对米桑油田X井盐岩岩心进行了三轴蠕变实验测试。
实验岩心基本信息见表1，对应的多级应力加载曲线见图1和图2。
表1 实验岩心基本信息岩心编号角度∕(°)高度∕mm直径∕mm质量∕g围压∕MPa差应力∕MPaS4054.6326.4265.46255∕10∕15∕20S89054.6326.8265.25255∕10∕15∕20图1 盐岩S4的多级加载蠕变曲线图2 盐岩S8的多级加载蠕变曲线由图1和图2可知，在复杂盐膏层内的定向造斜井段，盐层稳态蠕变时间会受到井眼轨迹变化的干扰。
盐岩S4达到4级加载曲线需要加载的时间为16 h，而在同等条件下盐岩S8需要加载40 h。
S8沿晶面错动蠕变，需要更长的时间才能达到稳态蠕变。
也就是说，当井眼逐渐向水平方向过渡时，更易达到稳态蠕变状态；同时，稳态蠕变速率的降低，会使得井眼的失稳风险降低。
S8盐岩需要较长的加载时间和较高的蠕变速率，说明垂直方向盐层内部的盐体晶面发育更为显著，导致差应力作用下盐体表现出较高水平的蠕变速率。
因此，设计施工时应该考虑在复杂盐膏层段内的不同井斜处合理调控钻井液密度，从力学耦合的角度抑制钻进时盐层对定向井段整体的不对等蠕变，防止出现井眼尺寸波动过大，保持规整均匀。
3.3 瞬时弹性分析结果根据上述计算模型，选取5°井斜角步长作为计算点，计算安全密度窗口，构建盐膏层内定向造斜井段的安全密度窗口。
计算的安全密度窗口结果如图3所示。
选取造斜点、复杂情况点等，计算坍塌压力、破裂压力，井周云图分布如图4所示。
图3 X井盐膏层定向造斜井段安全密度窗口图4 X井造斜点坍塌、破裂压力云图由计算结果可知，造斜点及复杂情况点的安全密度窗口较为宽裕，达0.75 g/cm3；而在深度2 800 m处，受到高压盐水层影响，缩小到0.34 g/cm3。
由此可判断高压盐水层上部井段的瞬时弹性井壁稳定性能：从力学角度来看是较为稳定的，而从化学角度看，因受到复杂地层岩石岩性影响，钻井液流体与复杂盐膏层内不同岩性岩石的化学作用效果存在明显差异；下部高压盐水层井段的主要问题是安全密度窗口过于狭小，提高了对施工过程的压力控制要求。
3.4 有限元法分析结果利用有限元软件(ABUQUS)分析了岩盐和泥岩的蠕变。
采用深度2 725～2 734 m 处的硬石膏-泥岩-岩盐-硬石膏组合的地层参数进行研究。
其中，岩盐蠕变分析采用Heard模型，泥岩蠕变分析采用Weertman模型[9]。
数值模拟结果显示，地层岩石总体表现为轻微缩径。
其中，泥岩缩径量相对较大，井眼打开大概11 d后，缩径量约为7.6 mm；盐岩缩径量较小，仅为0.8 mm左右。
在钻井过程中，将表现为下钻遇阻、起钻遇卡、溢流和井漏等现象。
生产实践中面临泥岩、岩盐和硬石膏夹层，可通过调节钻井液相关性能(如井下缩径频繁时可适当提高泥浆密度)来避免盐岩缩径、泥岩缩径及石膏的吸水膨胀和分散。
根据上述分析结果，在米桑油田X井成功实现盐岩层段造斜3°/30 m、井斜角35°的盐岩层定向钻井，钻井总工期比计划的97 d节约了30 d左右，井下无复杂情况。
4 结论(1) 根据岩石力学蠕变实验，石膏地层水平与垂直方向的力学参数相近，但整体强度高于盐岩；盐岩地层水平与垂直方向的力学性能差异明显，各向异性突出，弹性模量低，水平方向泊松比高。
(2) 从力学角度重点分析了X井盐膏层的坍塌压力和破裂压力，计算出盐膏层安全钻井液密度窗口为2.31～2.50 g/cm3。
现场实践结果，有效解决了井壁稳定难题，保证了现场作业安全。