区域油田地应力及井壁稳定性综合预测方法

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涠洲组地层井壁稳定性技术在涠洲11-1N油田的应用

工业技术　

Ｉ　■　

涠洲组地层井壁稳定性技术在涠洲１　１－１Ｎ油田的应用　

李虎成　段泽辉　胡永堂２陈浩东２王荣斌２　

（１＿中海石油（中国）有限公司湛江分公司　湛江　５２４０５７：　２．中海石油能源发展股份有限公司监督监理技术公司　５２４０５７）　

［摘　要］实践证明，在对付井壁失稳方面这是一条安全、高效、可行的方法，涠洲ｌ　ｌ—ＩＮ油田钻井作业过程中，没有出现任何跟井壁失稳有关的复杂情　况或事故。　

［关键词］井壁稳定　坍塌压力　地应力　油基钻井液　

中图分类号：ＴＥ２５４　文献标识码：Ａ　文章编号：１００９—９１４Ｘ（２０１０）３１—０００６—０１　

北部湾盆地涸西南油田区是井壁失稳最严重的地区之一，涠洲组地层又是　

该区井壁失稳最严重的地层之一。涠洲１０—３油田、涠洲１２　１油田以及涠　洲１２—１北油田都遇到了不同程度的井壁失稳问题，据统计这些油田作业过程　

中井眼复杂事故率都在６０％以上，多次出现埋钻具、井眼报废被迫侧钻等重　

大钻井复杂情况，增加周期和成本，降低时效。结合涠洲１１—１油田、涠洲６　

１油田以及涠洲１卜４Ｎ油田的成功经验，参考《涠洲１１—１Ｎ油田井壁稳定性及　

对策科研报告》，认真总结，积极探索涸洲组地层井壁失稳机理，涠洲１１一ｌＮ油　

田在井壁稳定性方面成效明显。　

１涠洲１１－１Ｎ油田概况　

涠洲１１—１Ｎ油田位于南海西部海域北部湾盆地，所在地水深３９ｍ，导管架井　槽４　ｘ　４，设计１３口井，分两期完成，预留３个井槽。钻遇地层从上往下以此　

为第四系、望楼港组、灯楼角组、角尾组、下洋组、涠洲组二段、涠　

洲组三段、流沙港组一段，目的层为流沙港组一段　其中涠二段地层最容易　

失稳　

２涠洲组地层特征　涠洲１１　１Ｎ油田处于涠西南凹陷中，受大地运动的挤压作用，地层破碎，断　

层多　沉积相属于滨浅湖相、浅湖相、浅湖三角洲相及三角洲相。　

涠洲组为大套冲积形成的灰色泥页岩，正常压力系数。该区地层层理发　

育，表现出明显的各向异性，粘土矿物以伊蒙混层为主，次为高岭石，再次为伊　

JZ20-2凝析油气田井壁稳定性研究

２０１１年第１８期　内蒙古石油化工　１　

ＪＺ　２　０—２凝析油气田井壁稳定性研究　

王玉静　，刘长海　，杨　进。，李彦彬　

（１．中海油能源发展股份有限公司钻采工程研究院，天津３００４５２；２．中国石油大学，北京１０２２４９）　

摘　要：Ｊｚ２Ｏ一２凝析油气田钻遇馆陶组砂砾岩、东营组泥岩段以及沙河街组高孔隙压力段时，容　

易造成井壁坍塌和漏失以及井涌井喷造成的井壁坍塌。针对以上各地层影响井壁稳定性的地层孔隙压　

力、油气田地应力等因素入手，通过引进三轴强度试验装置系统，进行地层强度测试及建立准确的强度　

剖面　并综合考虑调整井的井斜、方位对坍塌压力和破裂压力的影响，从而精细确定了各地层安全泥浆　

密度窗口。　

关键词：ＪＺ２０—２凝析油气田；井壁稳定性；泥浆密度　

中图分类号：ＴＥ２５６　文献标识码：Ａ　文章编号：１００６－－７９８１（２０１１）１８一Ｏｏ０１一Ｏ３　

ＪＺ２Ｏ一２凝析油气田位于渤海辽东湾北部海　

域，辽东湾辽西低凸起北端，东西两侧分别为辽中和　

辽西凹陷，是有利的油气富集区。该油田构造构造古　

近系是在中生界和元古界潜山背景上形成的披覆构　

造。构造呈北东向延伸，长约２１ｋｍ，宽２～３ｋｍ，分为　

南、中、北３个高点，高点间以鞍部过渡。构造西边界　

为辽西断层，东南方向以斜坡向辽中凹陷过渡，北东　

向断层较发育。ＪＺ２Ｏ一２凝析油气田是以凝析气为　

主的复式气田，上部东营组油藏为具多个油水系统　

的层状油藏，下部气藏在各高点具有独立的压力系　

统，是由不同层位、不同岩性组合而成，受构造控制　

具有底油和底水的异常高压块状凝析气藏。　

油气田范围内钻遇４套含油气地层，５种储集岩　

类型，即东营组粉细砂岩（油层）、沙河街组生物碎屑　

白云岩和白云质砂砾岩、中生界火山岩及元古界混　

合花岗岩。其中沙河街组储层分布范围较广，储集物　

性较好，是主要产气层。ＪＺ２Ｏ一２凝析油气田的孔隙　

直径较大，裂缝（构造缝及收缩缝）起到了连通孔隙　

的作用，而且，泥饼对于碳酸盐及致密地层不易形　

有渗流作用的油井井壁稳定性的解析分析

第ｌ９卷第３期　２００２年６月　工　程　

ＥＮＧⅡ咂ＥＲｎ　Ｇ　力　学　ｍＣＨＡＮＩＣＳ　Ｖｏ１．１９　Ｎｏ．３　Ｊｕｎｅ　２００２　

文章编号：１０００－４７５０（２００２）０３—１０５—０４　

有渗流作用的油井井壁稳定－ｌ生的解析分析　

李忠华，潘一山　

缸宁工程技术大学力学与工程科学系，辽宁阜新１２３ｏｏｏ；　

摘要：本文将岩石视为多孔介质，考虑渗流作用，应用弹塑性理论和损伤力学，导出了井壁围岩的应力分布　规律，井应用动力判别准则提出了力学意义上严格的井壁稳定条件，给出了渗流作用下井壁稳定的孔踪压力的　临界值。提出当井壁孔隙压力接近ｌ临界值时，井壁处于非稳定平衡状态，在有动力扰动的情况下，井壁因失稳　而坍塌。　

关键词：井眼稳定性；渗流；ｌ临界载荷；损伤；解析分析　中围分类号：ＴＤ３２２　文献标识码　Ａ　

１　引言　

保持井眼稳定一直是钻井中的主要问题之一。　据统计ｌｏＪ，世界每年消耗在处理这类问题的费用高　达数亿美元。因此人们很早就开始了这一问题的研　究工作　大多数研究者都是从静力的角度进行研　究，虽然取得了很多有价值的结果，但这一问题一　直没有彻底解决　Ｒａｓｍｌｋｌｓ　Ｒｉｓｎｅｓ［１＿等对井眼周围　

的岩石应力进行了弹塑性分析；刘玉石闭等考虑了　材料损伤后的应变软化特性，得到了井壁围岩失稳　的临界井眼压力，但没有考虑渗流作用；李敬元　等将地层岩石视为多孔介质，考虑孔隙压力和渗流　作用的影响，进行了井壁破裂压力的计算，并作为　井壁稳定的条件，其力学意义并不严格。本文根据　弹塑性理论，给出了渗流作用下并壁围岩的应力　场，井应用动力判别准则提出了力学意义上严格的　井壁稳定条件。　

２模型的建立　

取井眼轴线为ｚ轴，建立柱坐标系，如图ｌ。　井眼半径为口，井眼压力为Ｐ　；距井眼较远处半径　为岛，地应力为　，孔隙压力为Ｐ　；塑性区半径　

为Ｐ　假设岩石为多孔介质，有效孔隙度为口，渗透　系数为　，弹性模量为Ｅ，泊松比为　。采用Ｂｕｉ　

井壁失稳的原因及预防措施探讨

2019年第7期西部探矿工程

*收稿日期：2018-10-31

作者简介：商洪义（1983-），男（汉族），黑龙江讷河人，工程师，

现从事钻井工程工作。井壁失稳的原因及预防措施探讨

商洪义*

（大庆钻探工程公司钻井四公司，吉林松原138000）

摘要：钻井施工中，井壁失稳会造成较大的影响和经济损失。主要是从井壁失稳的研究情况出发，

从地质、物理化学和工艺3个方面分析，探讨井壁失稳的预防和处理措施。关键词：井壁失稳；钻井；坍塌

中图分类号：TE2文献标识码：A文章编号：1004-5716(2019)07-0028-02

井壁失稳是钻井施工过程中普遍存在的问题，对

钻井工程有着很大影响。相关资料显示，世界石油工

业每年因井壁失稳带来的损失超过6亿美元。钻井施

工过程中有着十分复杂多变的地质结构，井壁失稳还

可能诱发各类井下事故，严重危害到钻井工程的安全

性和效率，这也是钻井行业中面临的世界性难题，国内

外在此方面进行了大量攻关，取得了一定的效果。1井壁失稳的研究状况

从20世纪40年代开始，相关学者从岩石力学方面

加大研究来分析井壁稳定问题，最初的研究是从化学

和力学2个方面独立进行，主要是停留在理论定性分析

层面。随后的研究主要是在现场测井资料基础上分析

井壁稳定问题，斯伦贝谢测井公司提出了井眼力学问

题以及岩石力学性质测井力学稳定性测井。随着大位

移井和水平井的迅速发展，井壁失稳稳定得到了更大

重视，更多的公司和研究机构加大投入，使其处于定量

化阶段，在现场有着较好的应用。

国内从20世纪80年代开始进行井壁稳定相关研

究，起步较晚，最初只是研究地层蠕变对套管的破坏作

用，20世纪90年代的研究取得了一定进展，深入研究

水平井和大斜度井的井壁力学稳定问题，分析井壁渗

透性与坍塌压力和破裂压力之间的关系，在泥页岩井

壁坍塌的化学耦合和力学方面也加大研究。此外，还

在损伤力学理论基础上，从实验数据出发，通过固体力

学方法建立方程和有限元计算模型，探讨新的方法来

确定井壁稳定需要的钻井液密度值。2井壁失稳的原因

地应力计算公式

（一）、井中应力场的计算及其应用研究（秦绪英，陈有明，陆黄生 2003年6月）

主应力计算

根据泊松比、地层孔隙压力贡献系数V、孔隙压力0P及密度测井值b可以计算三个主应力值：

001HvAVPVP

001hvBVPVP

0Hvbdh

龙门山地震断裂带地应力分布及其对井壁稳定的影响

第48卷摇第2期2012年3月摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇地质与勘探GEOLOGYANDEXPLORATION摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇Vol.48摇No.2March,2012

[收稿日期]2011-09-14;[修订日期]2011-12-08;[责任编辑]郝情情。[基金项目]国家专项“深部探测技术与实验研究冶(课题编号:SinoProbe-05-06)、科技部科技支撑计划专项“汶川地震断裂带科学钻探(WFSD)冶资助。[第一作者]张培丰(1965年-),男,2008年毕业于中国地质大学(武汉),获博士学位,教授级高工,长期从事科学钻探、环境钻探与钻井工艺研究,E-mail:zhangpf@龙门山地震断裂带地应力分布及其对井壁稳定的影响———以WFSD-2井为例

张培丰(北京探矿工程研究所,北京摇100083)

[摘摇要]龙门山地震断裂带是我国最为强烈的地震带之一,地层破碎、地应力异常,钻孔缩径造成孔内事故频发,井壁稳定问题十分突出。本文介绍了汶川地震断裂带科学钻探施工中所发生的孔内事故情况,并通过对地层应力数据的统计分析,得出龙门山地震断裂带最大水平应力和最小水平应力随深度变化的回归曲线,最大水平应力梯度为4.52MPa/100m,最小水平应力梯度为2.51MPa/100m。以WFSD-2井为例,分析了龙门山地震断裂带地层应力、尤其是断层泥应力对井壁稳定的影响;针对膨胀性地层,介绍了一种通过泥浆密度微调现场测定地层坍塌压力和破裂压力的简易方法。[关键词]井壁稳定摇地应力摇龙门山地震断裂带摇断层泥摇泥浆密度微调法[中图分类号]P634.8摇摇摇[文献标识码]A摇[文章编号]0495-5331(2012)02-0379-8

ZhangPei-feng.In-situstressdistributionanditseffectsonboreholestabilityintheLongmenshanearthquakefaultzone[J].GeologyandExploration,2012,48(2):0379-0386.

井壁稳定的影响因素及预防措施

勘探开发

206 2016年第1期1　井壁失稳的因素1.1　物理化学因素对井壁稳定的影响与井壁不稳定有关的物理化学因素主要有泥页岩的水化作用。泥页岩中一般有伊利石、高岭石、蒙脱石等粘土矿物成分。当钻井液中的水吸附在泥页岩中粘土的表面时，岩石会吸水膨胀。当井眼内钻井液密度较低，泥页岩的膨胀压力达到一定值时，井眼就会被破坏，出现缩径现象；当膨胀压力超过泥页岩的屈服强度时，就会发生水化剥落，井眼扩径等现象[1]。1.2　地层力学因素对井壁稳定的影响钻井过程就是一个以钻井液代替井眼岩石承受本应由岩石承受的应力的过程。由于三种大小不同的主应力支撑的岩石被三向应力相同的钻井液所代替，并且一般情况下钻井液所能提供的压力低于三种主应力中最小的应力，因此，井眼的局部应力会发生变化。这种应力的变化会使井壁岩石发生变形甚至破裂。从井壁失稳的岩石力学分析出发，任何一口油气井开钻前原地应力就已经存在于地层岩石中。在未开钻之前，地下岩石受上覆岩层压力、水平地应力以及地层空隙压力的作用而处于平衡状态。开钻后，钻井液柱压力取代了本来由被钻开岩层提供的支撑而打破了这种平衡，会引起岩石应力的重新分布，如果这种重新分布的应力超过岩石抗压强度或者抗拉强度就会导致井壁失稳。1.3　钻井液对井壁稳定的影响目前国内外的钻井液技术水平基本上可以满足钻井作业的要求，但仍然面临着很大的问题，其中钻井液对井壁稳定的影响就是其中非常重要的一项，包括膨润土含量、钻井液滤液的侵入量、侵入液的性质、钻井液的造壁性与流变性、钻井液密度、钻井液的性能大起大落。当钻井液密度和粘度维护不佳，水力参数和流变参数不当时，都极易加剧井壁失稳。1.4　钻井工艺对井壁稳定的影响由于钻井过程中各个环节都是相互关联的，因此工程方面的因素也会对井壁的稳定性产生影响。包括井身质量、钻机操作不当、钻井液柱压力降低、卡钻事故、钻具的机械碰撞。1.5　地层温度对井壁稳定的影响随着现在超深井工艺的日渐成熟，越来越多的井的深度达到几千米甚至上万米，在地层深部温度可达几百摄氏度。较高的温度对钻井液的性能影响很大。钻井液从井底返回至地面时，钻井液的温度和压力会随着钻井液的流动不断变化，如果地层坍塌压力和地层破裂压力之间压力差较小，小于循环压耗，就会出现井漏和井涌现象。从而出现井壁失稳现象。岩石也会随着温度的升高而发生膨胀，同样有可能导致井壁垮塌。2　防止井壁失稳的对策2.1　严格控制当量钻井液密度和浸泡时间通过井壁不稳定力学和水化影响研究等确定钻井液密度安全窗口；将钻井液流变参数控制在设计范围之内；设计合理钻井液环空返速；减小激动压力；井壁不稳定是与浸泡时间密切相关的，应提高钻速，减少非生产作业时间，尽量缩短裸露地层的浸泡时间，因为地层受钻井液浸泡的时间越长，发生井塌的可能性越大。2.2　钻井液应具有良好的封堵性对于硬脆性裂隙发育地层，钻井液的封堵性应好，能快速优质的封堵以减少水的进入，减少水化引起的强度降低，避免“水锲作用”和水化产生的“推挤作用”带来的不利影响，还能减少孔隙压力传递。因此选择合适的封堵材料尤为重要[2]。2.3　增强体系的抑制性，控制钻井液失水和pH值水进入泥页岩地层不可能完全避免，但如果钻井液体系具有良好的抑制性，侵入水也不会使泥页岩快速、显著的水化，可以减少或避免由于水化导致的井壁失稳；提高滤饼质量，尽量降低HTHP失水，严格控制HTHP失水小雨10mL。3　结论和建议1）严格控制钻井液密度和粘度，添加剂的性质。2）优化钻井工艺技术，缩短钻井周期。3）设计合理的井身结构，降低钻井周期，防止钻井液长时间侵泡井壁。4）充分利用测井资料了解地层岩性，选择合理的钻井液体系。参考文献[1]王中华.钻井液性能及井壁稳定问题的几点认识[J].断块油气田，2009，16（1）：89-91.[2]徐同台.井壁稳定技术研究现状及发展方向[J].钻井液与完井液，1997，14（4）：36-43.井壁稳定的影响因素及预防措施罗威　尹宝福西安石油大学石油工程学院　陕西　西安　710065摘要：引起井壁失稳的因素很多，本文从物理化学因素、地层因素、地层岩性、钻井液因素和工程因素等方面了解井壁失稳的机理，并提出解决井壁失稳的办法。关键词：钻井液　井塌　防塌Influential factors and preventive measures of wellbore stabilityLuo Wei，Yin BaofuSchool of Petroleum Engineering of Xi’an Shiyou University，Xi’an 710065，ChinaAbstract：The mechanism of wellbore instability is discussed in this article in terms of the drilling fluid，engineering，formation，lithology，physical and chemical factors. Solutions are offered as well.Keywords：drilling liquid；well-hole collapse；collapse prevention

各种地层压力计算

地层压力是指地下岩层所受到的压力。在石油勘探和地质工程中，准确计算地层压力对于预测油气储层性能、设计井筒参数和工程安全至关重要。本文将介绍几种常见的地层压力计算方法，包括密度剖面法、对比法、拟地应力法和井壁稳定条件法。

密度剖面法是一种常用的地层压力计算方法。该方法基于密度与深度之间的关系，通过测量岩石样品的密度和计算地下岩层密度剖面来估算地层压力。具体步骤为：首先收集岩石样品，测量样品的饱和密度和相对含油饱和度。然后，根据样品所在位置的深度信息，计算不同深度的岩层密度。最后，根据密度剖面曲线，计算不同深度的地层压力。该方法的优点是计算过程简单，但缺点是需要收集大量的岩石样品，并且不考虑地层非均质性和其他地质因素的影响。

对比法是另一种常用的地层压力计算方法。该方法基于已经钻取的邻井或相邻层位的地层压力数据，通过将邻井的地层压力与目标井的压力数据进行比较，得出目标井的地层压力。具体步骤为：首先收集邻井或相邻层位的地层压力数据，并根据井深进行插值或推算，得到需要比较的井段地层压力。然后，将邻井的地层压力与目标井的压力数据进行比较，通过拟合曲线或差值方法，计算目标井的地层压力。该方法的优点是不需要进行岩石样品收集，但缺点是地质条件的差异可能导致不准确的估计。

拟地应力法是一种广泛应用于岩层力学研究和工程设计中的地层压力计算方法。该方法基于地下岩层的应力状态，通过测量地质构造应力、地下水压力和重力压力等参数，计算地层压力。具体步骤为：首先测量地质构造应力，包括水平和垂直应力。然后，测量地下水压力，通过安装水井或压力传感器进行监测。最后，根据重力压力和地下应力状态，计算地层压力。该方法的优点是考虑了多种参数的综合影响，但缺点是在实际应用中需要进行复杂的测量和分析。

井壁稳定条件法是一种基于井筒稳定性原理的地层压力计算方法。该方法基于井筒稳定的条件，通过测量井壁上的支撑力和岩层力来计算地层压力。具体步骤为：首先测量井壁上的支撑力，包括摩阻力、周边应力和井壁附近岩石的强度。然后，计算井壁上的岩层力，包括岩石的重力作用和应力传递。最后，根据井筒稳定的条件，计算地层压力。该方法的优点是基于实际的井筒条件进行计算，但缺点是受到井壁稳定条件的局限。

锦州9—3油田井壁稳定性研究分析

墅壹　开生麓　中国化工贸易　

Ｃｈｉｎａ　Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｔｒａｄｅ　罄　月＿　

锦州９—３油田井壁稳定性研究分析　

崔治军　刘小刚　周波２王啸２张磊ｚ　

Ｉ１．中海石油（中国）有限公司天津分公司钻完井部。天津３０００００　

２．中国石油大学（北京），北京１０２２４９）　

摘要：在油气钻探过程中，地层压力预测是一项十分关键的基础工作。精确的地层压力预测能够为钻井液密度选择、钻井参数优化和井身结　

构设计提供科学依据。根据Ｊｚ９—３油田综合调整项目周边已钻井的测井资料、录井资料，结合地质和钻井资料，确定Ｊｚ９—３油田综合调整项目的地层　

孔隙压力纵向剖面。通过邻近已钻井的现场地破试验数据处理，结合测井资料处理，做出ＪＺ９—３油田综合调整项目地层破裂压力及坍塌压力的剖面。利　

用周边已钻井的钻完井资料，结合ＪＺ９－３油田综合调整项目三个地层压力剖面分布规律，确定出ＪＺ９－３油田综合调整项目安全钻井液密度窗口范围。　

关键词：地层压力　钻井液密度计算模型　

在钻探过程中地层压力是一个非常重要的技术参数，它是钻井液　

密度选择的主要依据，而地层压力剖面又是井身结构设计的重要基础　

资料。在钻前，如果地层压力预测不准，常常会给泥浆密度选择带来　

困难。如果泥浆密度选择过大，在钻井施工过程中会使井眼液柱压力　

过大　钻井液会浸入地层，造成油层污染，在录井过程中就很难发现　

油气藏的显示，严重地会枪毙油气藏，不利于油气藏的发现。在钻井　

过程中如果泥浆密度选择过小，常常会引起井涌、井壁坍塌、卡钻等　

复杂情况，甚至造成井喷事故。所以在钻井施工之前和施工过程中开　

展地层压力预测研究工作是十分重要的。　

一、用地震资料预测地层孔隙压力方法　

从速度谱解释得到叠加速度，把叠加速度转换为均方根速度，再　

用ＤＩＸ公式计算地震层速度，也有的地震资料可以直接给出地震层速　

度，根据地震层速度与声波时差的倒数关系，得到声波时差与地层深　

度的关系，从而用声波时差法计算地层压力。使用该方法在地震资料　

基于井眼坍塌角度和坍塌深度预测模型的泥岩水平段井壁稳定性评价方法

文章编号：1000 − 7393(2023)02 − 0136 − 07 DOI: 10.13639/j.odpt.2023.02.002基于井眼坍塌角度和坍塌深度预测模型的泥岩水平段井壁稳定性评价方法徐声驰1 刘锐1 孟鑫2 刘博文2 孙志高1 付基友1 翟晓鹏3 张军31. 中国石油西部钻探录井工程分公司；2. 中国石油新疆油田分公司；3. 油气钻采工程湖北省重点实验室(长江大学)引用格式：徐声驰，刘锐，孟鑫，刘博文，孙志高，付基友，翟晓鹏，张军. 基于井眼坍塌角度和坍塌深度预测模型的泥岩水平段井壁稳定性评价方法［J］. 石油钻采工艺，2023，45（2）：136-142.摘要：在水平井钻进过程中，泥岩水化会导致岩石强度逐渐降低。目前依据临界坍塌压力确定的钻井液密度只能维持初始阶段井眼平衡，难以保持整个钻进过程中水平井井壁稳定。为此，根据线弹性岩石力学理论，结合Mohr-Coulomb准则，建立了泥岩水化后的井眼坍塌角度和坍塌深度模型，分析不同地应力作用下井眼的破坏程度和扩径率。结果表明，井眼坍塌深度随着岩石强度衰减而增大，总体坍塌面积增大；随着岩石浸泡时间增加，岩石强度和弹性模量逐渐减小，岩石泊松比和内摩擦角逐渐增大，适时调整钻井液密度才能减少岩石强度衰减造成的井眼坍塌。在一口水平井案例应用中，利用建立的岩石强度衰减井眼扩径率模型，设计了井眼扩径率与合理钻井液密度匹配图版，根据该图版适时定量调整钻井液密度，可有效改善井眼坍塌风险。该方法可为水平井地层强度衰减的井壁稳定评价及合理钻井液密度设计提供理论依据。关键词：水平井；水化作用；井壁稳定；坍塌深度；坍塌角度；坍塌压力中图分类号：TE28 文献标识码： AWellbore stability evaluation of horizontal wellbore in mudstone: A method based on wellborecollapse angle and depth modelXU Shengchi1, LIU Rui1, MENG Xin2, LIU Bowen2, SUN Zhigao1, FU Jiyou1, ZHAI Xiaopeng3, ZHANG Jun31. CNPC XDEC Mud Logging Branch Company, Karamay 834000, Xinjiang, China;2. PetroChina Xinjiang Oilfield Company, Karamay 834000, Xinjiang, China;3. Hubei Key Laboratory of Drilling and Production Engineering for Oil and Gas, Yangtze University, Wuhan 430100, Hubei, ChinaCitation: XU Shengchi, LIU Rui, MENG Xin, LIU Bowen, SUN Zhigao, FU Jiyou, ZHAI Xiaopeng, ZHANG Jun. Wellborestability evaluation of horizontal wellbore in mudstone: A method based on wellbore collapse angle and depth model［J］. OilDrilling & Production Technology, 2023, 45(2): 136-142.Abstract: Mudstone hydration leads to a reducing rock strength during horizontal well drilling. The drilling fluid densitydetermined depending upon the critical collapse pressure can maintain the wellbore equilibrium only at the initial stage, but fails tosustain the wellbore stability of horizontal wellbore through the drilling process. Based on the linear elastic rock mechanics and theMohr-Coulomb rule, a model was developed to predict the wellbore collapse angle and depth after mudstone hydration andsubsequently, analyze the wellbore damage degree and enlargement rate under different in-situ stress conditions. The results show thatthe wellbore collapse depth increases with the reducing rock strength, leading to an expanding overall collapse area. With the soakingtime, the rock strength and elastic modulus decline gradually, while the Poisson's ratio and internal friction angle rise. Properly 基金项目: 国家自然科学基金企业创新发展联合基金项目“海相深层高温高压钻完井工程基础理论及控制方法”(编号：U19B6003-05)。第一作者: 徐声驰(1980-)，2004毕业于中国地质大学(武汉)资源勘查工程专业，主要从事钻井风险防控、钻井工艺优化、钻井提速研究与评价工作，高级工程师。通讯地址：(834000)新疆克拉玛依市南新路2号。电话：。第 45 卷第 2 期石油钻采工艺Vol. 45 No. 22023 年 3 月OIL DRILLING & PRODUCTION TECHNOLOGYMar. 2023

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