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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。

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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

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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