地层水矿化度对硬脆性泥页岩蠕变规律影响的试验研究

王萍 屈展 黄海

王萍, 屈展, 黄海. 地层水矿化度对硬脆性泥页岩蠕变规律影响的试验研究[J]. 石油钻探技术, 2015, 43(5): 63-68. doi: 10.11911/syztjs.201505011
引用本文: 王萍, 屈展, 黄海. 地层水矿化度对硬脆性泥页岩蠕变规律影响的试验研究[J]. 石油钻探技术, 2015, 43(5): 63-68. doi: 10.11911/syztjs.201505011
Wang Ping, Qu Zhan, Huang Hai. Experimental Study of the Effect of Formation Water Salinity on Creep Laws of the Hard Brittle Shale[J]. Petroleum Drilling Techniques, 2015, 43(5): 63-68. doi: 10.11911/syztjs.201505011
Citation: Wang Ping, Qu Zhan, Huang Hai. Experimental Study of the Effect of Formation Water Salinity on Creep Laws of the Hard Brittle Shale[J]. Petroleum Drilling Techniques, 2015, 43(5): 63-68. doi: 10.11911/syztjs.201505011

地层水矿化度对硬脆性泥页岩蠕变规律影响的试验研究

doi: 10.11911/syztjs.201505011
基金项目: 

国家自然科学"力学与化学耦合下泥页岩井壁蠕变损伤失稳研究"(编号:51174162)和陕西省教育厅项目"泥页岩水化损伤的蠕变特性研究"(编号:14jk1575)联合资助。

详细信息
    作者简介:

    王萍(1978-),女,河南南阳人,2002年毕业于西安石油学院机械工程专业,西北工业大学在读博士研究生,讲师,主要从事钻井力学与岩石力学方面的研究工作。

  • 中图分类号: TE21

Experimental Study of the Effect of Formation Water Salinity on Creep Laws of the Hard Brittle Shale

  • 摘要: 硬脆性泥页岩层理、微裂缝发育,易造成井壁坍塌,特别当受到外来流体侵入时,泥页岩具有明显的流变效应。以硬脆性泥页岩为研究对象,进行了不同矿化度地层水饱和岩样的单轴压缩蠕变试验。在相同的外载条件下,矿化度6.0×104 mg/L地层水饱和岩样的蠕变变形量最小(0.001~0.014),矿化度8.0×104 mg/L地层水饱和岩样的蠕变变形量稍大(0.005~0.024),矿化度4.0×104 mg/L地层水饱和岩样的蠕变变形量最大(0.010~0.030)。借鉴经典元件组合模型的建模思路,建立了反映蠕变三阶段的蠕变模型,模型中瞬时弹性模量、黏滞系数和加速蠕变黏滞系数等3个重要参数都明显趋于下降。试验结果表明:矿化度与泥页岩蠕变变形量之间呈二次非线性函数关系,太高或太低都会对泥页岩的力学性质产生较大的影响。研究认为,在现场钻井中应考虑钻井液矿化度对井壁稳定的影响。
  • [1] 孙钧.岩土材料流变及其工程应用[M].北京:中国建筑工业出版社,1999:507-513. Sun Jun.Geotechnical material rheology and its engineering applications[M].Beijing:China Architecture Building Press,1999:507-513.
    [2] 杨春和,曾义军,吴文,等.深层盐岩本构关系及其在石油钻井工程中的应用研究[J].岩石力学与工程学报,2003,22(10):1678-1682. Yang Chunhe,Zeng Yijun,Wu Wen,et al.Constitutive relationship of deep salt rock and its application to petroleum drilling engineering[J].Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering,2003,22(10):1678-1682.
    [3] 曾义金.钻井液密度对盐膏层蠕变影响的三维分析[J].石油钻采工艺,2001,23(6):1-3. Zeng Yijin.Three-dimensional analysis on how meighd weight affects the gypsum-salt bed creep[J].Oil Drilling Production Technology,2001,23(6):1-3.
    [4] 窦益华.固井水泥石蠕变试验研究[J].石油钻采工艺,1989,11(3):41-49. Dou Yihua.Application of mudstone creep experimental study[J].Oil Drilling Production Technology,1989,11(3):41-49.
    [5] Lipponen A,Manninen S,Niini H,et al.Effect of water and geological factors on the long-term stability of fracture zones in the Pijnne Tunnel,Finland:a case study[J].International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences,2005,42(1): 3-12.
    [6] Boidy E,Bouvand A,Pellet F.Back analysis of time dependent behavior of a test gallery in elaystone[J].Tunneling and Underground Space Technology,2002,17(4):415-424.
    [7] 余诗刚.国际岩石力学学会膨胀岩委员会和试验方法委员会膨胀岩工作小组关于泥质膨胀岩室内试验的建议方法[J].岩土力学,1994,15(3):81-93. Yu Shigang.International society for rock mechanics expansion rock committee and the committee of test method for rock team advice about shale swelling rock laboratory test methods[J].Rock and Soil Mechanics,1994,15(3):81-93.
    [8] 范庆忠,高延法.分级加载条件下岩石流变特性的试验研究[J].岩土工程学报,2005,27(11):38-41. Fan Qingzhong,Gao Yanfa.Experimental study on creep properties of rocks under stepwise loading[J].Chinese Journal of Geotechnical Engineering,2005,27(11):38-41.
    [9] 陈文玲,赵法锁,弓虎军.三轴蠕变试验中云母石英片岩蠕变参数的研究[J].岩石力学与工程学报,2011,30(增刊1):2810-2816. Chen Wenling,Zhao Fasuo,Gong Hujun.Study of creep parameters of mica-quartzose schist during triaxial creep test[J].Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering,2011,30(supplement 1):2810-2816.
    [10] 张永兴,王更峰,周小平,等.含水炭质板岩非线性蠕变损伤模型及应用[J].土木建筑与环境工程,2012,34(3):1-9. Zhang Yongxing,Wang Gengfeng,Zhou Xiaoping,et al.Nonlinear creep damage model of water bearing carbonaceous slate and its application[J].Journal of Civil,Architectural Environmental Engineering,2012,34(3):1-9.
    [11] 李亚丽,于怀昌,刘汉东.三轴压缩下粉砂质泥岩蠕变本构模型研究[J].岩土力学,2012,33(7):2035-2040,2047. Li Yali,Yu Huaichang,Liu Handong.Study of creep constitutive model of silty mudstone under triaxial compression[J].Rock and Soil Mechanics,2012,33(7):2035-2040,2047.
    [12] 董丙响,程远方,刘钰川,等.页岩气储层岩石物理性质[J].西安石油大学学报:自然科学版,2013,28(1):25-28,36. Dong Bingxiang,Cheng Yuanfang,Liu Yuchuan,et al.Research of the petrophysical property of shale gas reservoirs[J].Journal of Xi’an Shiyou University:Natural Science Edition,2013,28(1):25-28,36.
    [13] 邓少贵,范宜仁,李国欣,等.地层水矿化度对泥质砂岩物理性质的影响[J].测井技术,2006,30(2):113-115. Deng Shaogui,Fan Yiren,Li Guoxin,et al.Influence of water salinity on the petrophysical properties of shaly sandstone[J].Well Logging Technology,2006,30(2):113-115.
    [14] 刘传孝,张加旺,贺加栋,等.细砂岩阶段蠕应变特征与粘滞性试验研究[J].矿冶,2010,19(4):12-15,20. Liu Chuanxiao,Zhang Jiawang,He Jiadong,et al.Phase deformation and viscous properties in creep test for fine sandstone specimen[J].Mining Metallurgy,2010,19(4):12-15,20.
    [15] 杨彩红,王永岩,李剑光,等.含水率对岩石蠕变规律影响的试验研究[J].煤炭学报,2007,32(7):695-699. Yang Caihong,Wang Yongyan,Li Jianguang,et al.Testing study about the effect of different water content on rock creep law[J].Journal of China Coal Society,2007,32(7):695-699.
  • [1] 宋先知, 李嘉成, 石宇, 许富强, 曾义金.  多分支井地热系统注采性能室内实验研究, 石油钻探技术. doi: 10.11911/syztjs.2021019
    [2] 谢关宝, 滕春鸣, 柳华杰.  盐岩蠕变对水泥环气密封完整性影响规律研究, 石油钻探技术. doi: 10.11911/syztjs.2021113
    [3] 李帅, 陈军斌, 赵庆磊.  不同加载方式下页岩强度与变形的尺度效应规律试验研究, 石油钻探技术. doi: 10.11911/syztjs.2020075
    [4] 葛丽珍, 李傲, 孟智强, 肖鹏, 祝晓林.  气顶边水窄油环水平井生产压差调控实验研究, 石油钻探技术. doi: 10.11911/syztjs.2018152
    [5] 张伟国, 狄明利, 卢运虎, 张健, 杜宣.  南海西江油田古近系泥页岩地层防塌钻井液技术, 石油钻探技术. doi: 10.11911/syztjs.2019103
    [6] 刘向君, 丁乙, 罗平亚, 梁利喜.  钻井卸载对泥页岩地层井壁稳定性的影响, 石油钻探技术. doi: 10.11911/syztjs.2018005
    [7] 舒小波, 孟英峰, 李皋.  基于仿生技术的泥页岩井壁稳定处理液研究, 石油钻探技术. doi: 10.11911/syztjs.201703003
    [8] 于雷, 张敬辉, 刘宝锋, 孙荣华, 季一冰, 刘传清.  微裂缝发育泥页岩地层井壁稳定技术研究与应用, 石油钻探技术. doi: 10.11911/syztjs.201703005
    [9] 周顺林, 尹帅, 王凤琴, 李东, 易旺.  应力对泥页岩储层脆性影响的试验分析及应用, 石油钻探技术. doi: 10.11911/syztjs.201703020
    [10] 赵欣, 邱正松, 高永会, 张永君, 马永乐, 刘晓栋.  缅甸西海岸深水气田水基钻井液优化设计, 石油钻探技术. doi: 10.11911/syztjs.201504003
    [11] 察兴辰, 刘帅, 贾慧敏, 陈楠.  特低渗透油田复合热载体吞吐室内试验, 石油钻探技术. doi: 10.11911/syztjs.201405020
    [12] 石秉忠, 胡旭辉, 高书阳, 徐江, 林永学.  硬脆性泥页岩微裂缝封堵可视化模拟试验与评价, 石油钻探技术. doi: 10.3969/j.issn.1001-0890.2014.03.007
    [13] 贾长贵.  页岩气网络压裂支撑剂导流特性评价, 石油钻探技术. doi: 10.11911/syztjs.201405007
    [14] 冯光通, 胥豪, 唐波, 靳瑞环.  超吸水材料在气体钻井井眼干燥中的应用探讨, 石油钻探技术. doi: 10.3969/j.issn.1001-0890.2014.03.008
    [15] 邵尚奇, 田守嶒, 李根生, 盛茂.  泥页岩地层水力裂缝延伸方位研究, 石油钻探技术. doi: 10.3969/j.issn.1001-0890.2014.03.006
    [16] 李子丰, 杨海军, 陈飞.  蠕变性地层中套管有效外挤压力的计算方法探讨, 石油钻探技术. doi: 10.3969/j.issn.1001-0890.2014.03.003
    [17] 施进, 李鹏, 贾江鸿.  筛网式滤砂管挡砂效果室内试验, 石油钻探技术. doi: 10.3969/j.issn.1001-0890.2013.03.020
    [18] 毛惠, 邱正松, 黄维安, 沈忠厚, 杨丽媛, 钟汉毅.  温度和压力对黏土矿物水化膨胀特性的影响, 石油钻探技术. doi: 10.3969/j.issn.1001-0890.2013.06.011
    [19] 杨滨, 方洋, 王国政, 李军平.  溶剂辅助重力泄油技术开采稠油室内试验, 石油钻探技术. doi: 10.3969/j.issn.1001-0890.2012.03.021
    [20] 许婵婵, 余金陵, 徐鑫.  遇水自膨胀封隔器专用橡胶的合成与性能分析, 石油钻探技术. doi: 10.3969/j.issn.1001-0890.2012.03.008
  • 加载中
计量
  • 文章访问数:  3287
  • HTML全文浏览量:  14
  • PDF下载量:  4099
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2014-10-24
  • 修回日期:  2015-06-18
  • 刊出日期:  1900-01-01

目录

    /

    返回文章
    返回