砾石层空气钻井井壁失稳机理研究及应用

Research on mechanism of wellbore instability in gravel formations during air drilling and application

刘殿琛 韩烈祥 杨沛

塔里木盆地库车山前分布巨厚砾石层（１０００～５０００ｍ），采用常规方式钻井面临单只钻头进尺少，机 械钻速低，建井周期长等问题。塔里木油田自引进空气钻井开展现场试验，取得了较好的提速效果，但也存在井壁 失稳，井底沉砂较多，甚至发生卡钻的恶性事故。文章首先通过对传统井壁稳定模型分析，将孔隙压力的影响去 掉，得到适合于空气钻条件下的井壁稳定模型。同时运用新的井壁稳定模型进行井壁失稳全过程分析，提出了沉 砂主要是由于井壁形成坍塌椭圆时的坍塌物质造成的，坍塌椭圆的形成有利于保持井壁稳定，解答了现场沉砂量 多且沉砂速度不同的疑问。为解决井壁失稳卡钻的问题，并基于以上研究成果结果得出空气钻适合于砾石分布均 匀的小砾岩地层，对于大和中粒径砾石层，需考虑胶结强度对井壁稳定的影响的重要结论，为下步空气钻井井位优 选提出了新的优选准则。