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强应力敏感裂缝性致密砂岩屏蔽暂堵钻井完井液

强应力敏感裂缝性致密砂岩屏蔽暂堵钻井完井液的论文

摘要：致密砂岩层在勘探和开发中扮演着重要的角色。然而，

由于致密砂岩层在地壳运动的影响下容易形成强应力敏感性裂

缝，导致钻井完井液失效，给钻井完井带来了很大的困难。本

文主要介绍强应力敏感裂缝性致密砂岩屏蔽暂堵钻井完井液的

方法和技术。

关键词：致密砂岩层，强应力敏感性裂缝，钻井完井液

1.引言

致密砂岩层含气、含油、含水等丰富的能源资源，是勘探和开

发的重要对象。但是，在实际的钻井完井过程中，致密砂岩层

经常因为地表应力的影响而形成强应力敏感性裂缝，导致钻井

完井液失效。因此，如何有效地屏蔽这种强应力敏感性裂缝，

成为了一个迫切需要解决的问题。

2.强应力敏感裂缝原理及其影响

强应力敏感裂缝是致密砂岩层在地壳运动的过程中，由于地表

应力受到作用而形成的。裂缝的形成和扩张会使得钻井完井液

从裂缝处外泄，从而导致完井难度大、完井效率低下的问题。

此外，由于致密砂岩层的强度高，一旦裂缝形成就会扩散和蔓

延，造成裂缝面积不断扩大，岩石的稳定性降低。

3.屏蔽暂堵技术

（1）网格改进法

网格改进法是采用数值模拟的方法，通过调整网格的密度和划

分来模拟裂缝的扩展和岩石的破裂。该方法可以预测岩石的承

载力、变形、屈服状态等，为完井液的设计提供参考依据。

（2）强屏蔽作用

强屏蔽作用是将硬度、弹性等各种物理特性相似的材料填充在

致密砂岩层中，形成一个具有强屏蔽作用的保护层。这样，虽

然致密砂岩层的地表应力不断作用，其下方的屏蔽保护层可以

形成一个独立的承载体系，从而减小了强应力敏感性裂缝对钻

井完井液的影响。

（3）暂堵技术

采用暂堵技术可以有效地防止钻井液溢漏。暂堵方法有：封口、

侧漏阻隔、屏蔽法等等。在实际操作中，可以通过多种暂堵方

法进行组合，来最大程度地保证钻井液不外泄。

4.结论

强应力敏感裂缝性致密砂岩屏蔽暂堵钻井完井液技术的研究，

是解决致密砂岩层储层评价和开发的重要环节。针对强应力敏

感裂缝的形成机理，采用网格改进法、强屏蔽作用、暂堵技术

等多种方法进行组合，可以有效地屏蔽裂缝对钻井完井液的影

响，提高致密砂岩层储层的开发效率。5.实践应用

通过多年的实践应用，强应力敏感裂缝性致密砂岩屏蔽暂堵钻

井完井液技术已经取得了一系列的成功。以中国大陆地区东部

奥陶系致密砂岩层为例，采用网格改进法预测岩石的承载能力

和变形情况，设计合理的完井液体系和操作步骤，采用强屏蔽

作用和暂堵技术进行组合，成功地完成了钻井完井难度大、造

价高的工程。

另外，在美国、加拿大等发达国家，该技术已经广泛地应用于

页岩气勘探和开发中。通过合理的完井液设计和屏蔽暂堵工艺

流程，有效地提高了页岩气勘探和开发的效率，成果显著。

6.研究展望

致密砂岩层是当前勘探和开发的热点领域，但是强应力敏感性

裂缝的存在给钻井完井带来了很大的困难，因此如何解决这个

问题已经成为了致密砂岩层勘探和开发的关键技术之一。未来，

随着科技的进步和工艺的不断完善，强应力敏感裂缝性致密砂

岩屏蔽暂堵钻井完井液技术还将进一步提高，例如，将机器学

习等人工智能技术应用于岩石的模拟预测和完井液设计中，以

及研发更加环保、高效的完井液等。

7.结语

本文主要介绍了强应力敏感裂缝性致密砂岩屏蔽暂堵钻井完井

液的技术和应用。针对该领域的研究，不仅可以提高致密砂岩

层勘探和开发的效率和成功率，同时也对于全球能源资源的可

持续发展做出了贡献。随着技术的不断进步和完善，我们有信

心在未来解决甚至是消除强应力敏感裂缝对于钻井完井液的影

响，为致密砂岩层的勘探和开发提供更好的技术支持和保障。

8.可持续发展

强应力敏感裂缝性致密砂岩层是一种非常有价值的能源资源，

但是在勘探和开发中需要消耗大量的水、化学药品和能源，同

时还会对环境造成一定的影响。因此，在应用强应力敏感裂缝

性致密砂岩屏蔽暂堵钻井完井液的技术时，需要注重可持续发

展方面的考虑，采取可持续的方式开发这些能源资源。

例如，可以采用环保型钻井液，通过优化钻井液体系和回收利

用钻井液，实现能源和水资源的节约和合理利用。同时，还需

要减少化学品和能源的使用量，选择环保、节能的生产方式，

降低对环境的影响。

9.应用前景

强应力敏感裂缝性致密砂岩屏蔽暂堵钻井完井液技术在勘探和

开发领域中有着广泛的应用前景。在国内，研究人员已经在东

部奥陶系致密砂岩层、准噶尔盆地、长庆油田、大庆油田等砂

岩层中应用成功。并且，在国外，该技术已经被广泛应用于北

美地区的页岩气勘探和开发中，标志着该技