基于井壁稳定分析的井眼轨迹优化方法

？井壁稳定问题是钻井工程关注的焦点之一，但目前基于井壁稳定分析优化井眼轨迹方面开展的工作还很少。为此，基于斜井井壁应力分布模型和井壁失稳破坏模式，分别采用mohr-coulomb准则、drucker-prager准则和拉张破坏准则导出了维持井壁稳定的钻井液安全窗口上下限计算模型，利用数值计算方法建立了安全密度窗口、安全和危险井眼轨迹的求解方法，计算和分析了6种典型地应力状态下的井壁稳定性，并分析了相应地应力状态下安全和危险的井眼轨迹。结果表明：①mohr-coulomb准则计算结果高于drucker-prager准则，主要由于mohr-coulomb准则忽略了中间主应力的影响，低估了地层岩石的强度；②在σv≥σh＞σh情况下沿最小水平地应力钻进稳定性最好，σh＞σv＞σh情况下钻进稳定性最好的方向为偏离最大水平地应力30°～45°的方向上，σh＞σh≥σv情况下沿最大水平地应力钻进稳定性最好，σh=σv＞σh情况下直井稳定性最好；③数值计算方法得出的安全井眼轨迹与a&z模型吻合较好，验证了该方法的正确性和准确性。数值计算方法可以直观给出不同轨迹下的安全密度窗口，对于窄安全密度窗口地层，可采用该方法优化井眼轨迹改善井眼稳定性。