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油基/水基钻井液对于裂缝延伸压力的影响

姚旭洋 曾涛 王童玮 许成元 何静 于永生

姚旭洋,曾涛,王童玮,等. 油基/水基钻井液对于裂缝延伸压力的影响[J]. 钻井液与完井液,2026,43(3):331-339 doi: 10.12358/j.issn.1001-5620.2026.03.005
引用本文: 姚旭洋,曾涛,王童玮,等. 油基/水基钻井液对于裂缝延伸压力的影响[J]. 钻井液与完井液,2026,43(3):331-339 doi: 10.12358/j.issn.1001-5620.2026.03.005
YAO Xuyang, ZENG Tao, WANG Tongwei, et al.Effects of oil-based and water-based drilling fluids on fracture propagation pressure[J]. Drilling Fluid & Completion Fluid,2026, 43(3):331-339 doi: 10.12358/j.issn.1001-5620.2026.03.005
Citation: YAO Xuyang, ZENG Tao, WANG Tongwei, et al.Effects of oil-based and water-based drilling fluids on fracture propagation pressure[J]. Drilling Fluid & Completion Fluid,2026, 43(3):331-339 doi: 10.12358/j.issn.1001-5620.2026.03.005

油基/水基钻井液对于裂缝延伸压力的影响

doi: 10.12358/j.issn.1001-5620.2026.03.005
基金项目: 国家自然科学基金“深层裂缝封堵层细观力链网络结构承压演化规律与强化机理研究”(52274009)。
详细信息
    作者简介:

    姚旭洋,1989年生,在读博士,工程师,主要从事钻井液防漏堵漏及储层保护技术研究。E-mail:1258979452@qq.com

  • 中图分类号: TE254.3

Effects of Oil-Based and Water-Based Drilling Fluids on Fracture Propagation Pressure

  • 摘要: 针对准噶尔盆地盆1井西凹陷二叠系裂缝性地层钻井过程中井漏与井壁失稳问题,为明确油基/水基钻井液对裂缝延伸压力的影响机制,开展了油基/水基钻井液对裂缝延伸压力的对比分析。结合岩石力学测试、岩石物性参数分析以及钻井液性能测试,开展了岩心裂缝延伸物理模拟实验,系统探讨了岩石自身特性与钻井液性能对裂缝扩展行为的综合作用规律。实验结论如下①通过油基钻井液与水基钻井液对裂缝岩心进行压裂观察裂缝延伸压力大小,明确在相同岩石条件下油基钻井液导致的裂缝延伸压力显著高于水基钻井液;②揭示了钻井液黏度是控制裂缝延伸压力的首要因素,其重要性超过钻井液滤失性能,高黏度钻井液阻碍缝内压力有效传递,显著提升延伸压力;③阐明了岩石渗透率是滤液形成裂缝尖端“压降带”从而促进延伸的前提条件,而油基钻井液虽具强润湿性优势,但其高黏度和极低滤失量共同作用,反而抑制了压降带形成,掩盖了润湿性潜力;④基于实验数据量化了各因素对裂缝延伸压力的相对贡献度,建立了重要性排序:钻井液黏度>岩石渗透率>滤失性能>脆性指数>润湿性>孔隙度。该研究揭示了油基与水基钻井液影响裂缝延伸压力的核心机制,明确了关键控制因素及其相对重要性,为裂缝性地层安全钻井过程中钻井液类型的科学选择及井壁稳定性控制策略的制定提供了重要的理论支撑。

     

  • 图  1  岩石三轴与单轴压缩应力-应变曲线

    图  2  风城组(左)与下乌尔禾组(右)岩石水相与油相润湿性

    图  3  裂缝延伸压力实验

    图  4  水基钻井液裂缝延伸压力曲线

    图  5  裂缝延伸机理

    图  6  油基钻井液裂缝延伸压力曲线

    表  1  岩石三轴与单轴压缩实验力学参数对比结果

    编号岩心围压/
    MPa
    泊松比弹性模量/
    MPa
    抗压强度/
    MPa
    内聚力/
    MPa
    内摩擦角/
    (°)
    1-1a00.11112 982.687.824.4531.78
    1-1b40.00.11415 871.0176.8
    2-1a00.12911 629.168.816.6838.27
    2-1b40.00.12615 599.6199.0
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    表  2  水/油基钻井液流变参数

    钻井液 AV/
    mPa·s
    PV/
    mPa·s
    YP/
    Pa
    Gel/
    Pa/Pa
    水基钻井液 17.5 12 5.62 0.26/0.77
    油基钻井液 27.5 26 1.53 0.77/1.53
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    表  3  下乌尔禾组与风城组岩石的孔隙度和渗透率测试结果

    岩心
    编号
    岩心 长度/
    cm
    直径/
    cm
    入口压力/
    MPa
    渗透率/
    mD
    孔隙体积/
    cm2
    孔隙度/
    %
    下乌尔禾组岩石1-1 3.920 2.456 3.16 0.00042 0.613 4.28
    下乌尔禾组岩石2-1 2.440 2.44 3.50 0.00012 / /
    风城组岩石
    1-1
    3.726 2.446 0.45 4.94 / /
    风城组岩石
    1-2
    2.880 2.452 0.40 4.571 0.207 1.79
    下载: 导出CSV
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出版历程
  • 收稿日期:  2025-11-19
  • 修回日期:  2025-12-01
  • 录用日期:  2025-12-07
  • 网络出版日期:  2026-06-12
  • 刊出日期:  2026-06-12

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