超深层裂缝性碳酸盐岩力学特性及其主控机制

摘要：

超深层海相碳酸盐岩储层中发育的天然裂缝有可能显著增加钻完井过程的井壁失稳和钻井液漏失风险,并且关于天然裂缝发育程度及裂缝微观特征对超深层碳酸盐岩力学性质的影响机制尚需系统深入研究.为了给超深层碳酸盐岩地层防塌防漏和酸压工艺技术改进提供实验依据,以四川盆地川西坳陷中三叠统雷口坡组碳酸盐岩储层为例,开展了三轴力学实验,结合CT扫描重构、裂缝充填物分析、裂缝面扫描成像和摩擦系数测试等成果,从裂缝产状、充填物和摩擦学特征等方面研究其力学特性.研究结果表明:①川西坳陷雷口坡组超深层碳酸盐岩储层天然裂缝多被高纯度方解石充填,岩石具有泊松比低、力学强度低且离散性强的特点;②雷口坡组岩样普遍发生高角度天然裂缝剪切破坏,破裂面倾角介于46°～80°,天然裂缝轮廓平整,裂缝面微凸体欠发育且坡度小,方解石充填物硬度低且胶结程度弱;③裂缝产状、充填物和摩擦学特征导致岩石抗剪切破坏能力弱、抗压强度整体偏低,裂缝面摩擦系数小是导致其抗剪切破坏能力弱的关键原因;④水基钻井液对方解石充填层的良好润湿性导致岩石强度进一步降低,且裂缝主控特征更为显著.结论认为,该研究成果可为超深层裂缝性碳酸盐岩储层井壁失稳控制和酸压设计优化提供更具针对性的基础指导.

关键词：超深层;碳酸盐岩;天然裂缝;力学性质;充填物;摩擦系数

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资助基金："油气藏地质及开发工程"国家重点实验室成都理工大学开放基金项目"深层页岩裂缝—孔隙耦合流体自吸动力学研究";国家自然科学基金区域联合基金项目"四川盆地深层页岩气安全高效钻井基础研究";西部低渗—特低渗油藏开发与治理教育部工程研究中心开放基金项目"页岩储层多尺度流体自吸动力学研究"

在线出版日期：2021-08-26（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：107-114