高压深井试气期间裸眼井壁稳定性分析

陈军海，陈 勉，金 衍

(1.中国石化石油工程技术研究院，北京100101;2.中国石油大学 (北京)石油工程学院，北京102249)

高压深井储层强度比较高，为更好地明确储层性质及产能等，可采用中途裸眼井壁测试。为形成测试压差，在试气期间，井内正替一定高度密度较小的垫液，垫液底液面以下井段为密度较大的压井液，然后关井憋压。憋压期间，地层高压流体在压差作用下向井内渗流;另外，井壁地层与井内流体存在很大的温度差异，二者之间会进行热交换而使得井壁地层温度变化;再加上非均匀构造应力的影响，这些因素都可能引起井壁地层受力超过自身强度而发生坍塌破坏。程远方等［1］、刘玉石［2］、陈勉等［3］及金衍等［4］均对钻井过程中井壁稳定问题进行过研究，使得钻井井壁稳定理论与技术逐步完善。本文在前人研究的基础上，根据测试中井壁周围地应力的分布，结合地层破坏准则开展高压深井试气期间裸眼井壁坍塌的研究，依此指导压井液和垫液的密度及高度设计，防止裸眼井壁坍塌。

1 裸眼井壁周围地应力分布状态

井眼的形成引起了井壁周围地应力的重新分布，加之地层流体的渗流以及井壁地层温度的变化会在井壁周围产生次生应力场，因此，要明确测试过程中井壁周围地应力的分布状态，就需要考虑原场地应力及次生应力场对井壁周围地应力分布的影响。

1.1 构造应力及井内流体压力引起的井壁周围应力分布

原始地层处于非均质构造应力 (即水平最大地应力σH、水平最小地应力σh及上覆地层压力σv)的作用下，井眼形成后，需在井内通过循环流体提供支撑力以保持井眼的稳定。……