NB/T 11285—2023 页岩油井壁稳定性测试及评价方法 Testing and evaluation method f or wellbore stability of shale oil wellICS 75-010 CCS E 04 2023 05 26发布 2023 11 26实施 I NB/T 11285 —2023目 次 前言…………………………………………………………………………………………………………… Ⅱ 1 范围 ……………………………………………………………………………………………………… 1 2 规范性引用文件 ………………………………………………………………………………………… 1 3 术语和定义 ……………………………………………………………………………………………… 1 4 测试评价原理 …………………………………………………………………………………………… 1 5 测试评价准备 …………………………………………………………………………………………… 1 5.1 测试设备 …………………………………………………………………………………………… 1 5.2 工程资料 …………………………………………………………………………………………… 2 5.3 试样制备 …………………………………………………………………………………………… 2 6 岩石物理与力学特性测试 ……………………………………………………………………………… 2 6.1 试样描述 …………………………………………………………………………………………… 2 6.2 试验测试 …………………………………………………………………………………………… 2 6.3 测试数据整理 ……………………………………………………………………………………… 3 7 地层孔隙压力与地应力分析 …………………………………………………………………………… 3 7.1 地层孔隙压力分析 ………………………………………………………………………………… 3 7.2 垂向主应力分析 …………………………………………………………………………………… 4 7.3 水平最大和最小主应力分析 ……………………………………………………………………… 4 8 井壁稳定性评价 ………………………………………………………………………………………… 5 8.1 井壁稳定临界条件的确定 ………………………………………………………………………… 5 8.2 不同工况下井壁稳定性评价 ……………………………………………………………………… 6 9 评价报告 ………………………………………………………………………………………………… 8 附录 A（资料性） 井壁稳定试验测试结果记录 ………………………………………………………… 9 参考文献 ……………………………………………………………………………………………………… 11II NB/T 11285 —2023前 言 本文件按照 GB/T 1.1—2020 《标准化工作导则 第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的 规定起草。 请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。 本文件由能源行业页岩油标准化技术委员会（ NEA/TC 39 ）提出并归口。 本文件起草单位： 中石化胜利石油工程有限公司钻井工艺研究院、西南石油大学、中国石油天然 气股份有限公司青海油田分公司、西安石油大学、中国石油大学（北京） 、中国石油天然气股份有限 公司大港油田分公司、中国石油大学（华东） 。 本文件主要起草人： 席境阳、刘厚彬、胥豪、刘凤和、曹继飞、唐洪林、赵凯、冯永存、董广 华、肖东、赵洪山、唐波、孙景涛、时贤、张伟强。1 NB/T 11285 —2023页岩油井壁稳定性测试及评价方法 1 范围 本文件描述了页岩油钻井过程中井壁稳定评价的测试、分析与评价的主要流程、方法。 本文件适用于页岩油地层钻进、循环及起下钻过程中的井壁稳定性测试、分析及评价。 2 规范性引用文件 下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文 件，仅该日期对应的版本适用于本文件； 不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适 用于本文件。 DZ/T 0276.4—2015 岩石物理力学性质试验规程 第4部分 ： 岩石密度试验 DZ/T 0276.18—2015 岩石物理力学性质试验规程 第18部分 ： 岩石单轴抗压强度试验 DZ/T 0276.20—2015 岩石物理力学性质试验规程 第20部分 ： 岩石三轴压缩强度试验 DZ/T 0276.21 岩石物理力学性质试验规程 第21部分 ： 岩石抗拉强度试验 SY/T 5623—2009 地层压力预（监）测方法 SY/T 7617—2021 海相页岩地质力学评价规范 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。 3.1 当量密度 equivalent density 压力换算成的钻井液密度。 4 测试评价原理 通过岩心三轴压缩强度试验，获取地层岩石力学特性，结合测井资料及现场工程数据，计算研究 区域的地应力、地层孔隙压力、破裂压力、坍塌压力及漏失压力，从而确定井壁失稳的临界条件。根 据钻井过程中钻井液循环及起下钻等不同工况下井底有效压力计算，获取井底当量密度，通过与井壁 失稳临界条件的对比，评价不同工况下的井壁稳定性。 5 测试评价准备 5.1 测试设备 5.1.1 岩心钻取机 ： 钻取岩心直径 25mm，钻取长度 100mm。 5.1.2 游标卡尺 ： 量程 15cm，精度 0.02mm。2 NB/T 11285 —20235.1.3 磨石机。 5.1.4 万能角度尺。 5.1.5 千分表及表架。 5.1.6 标准 V型块。 5.1.7 岩石常规三轴力学试验机 ： 加载速率 0.5MPa/s ～1.0MPa/s ，载荷控制精度 0.01MPa。 5.2 工程资料 5.2.1 密度、声波时差、自然伽马、自然电位、电阻率等测井资料。 5.2.2 溢、漏、塌、卡等复杂工况记录。 5.2.3 地破试验、压裂施工等工程资料。 5.3 试样制备 5.3.1 岩石常规物理力学性质试验的试样尺寸和数量要求应符合表 1的规定。 表1 各项试验的标准试样尺寸和数量 试验项目 试样形状 试样尺寸 试样数量 ，个 密度 圆柱体直径 25mm，高径比 2.0～2.5 ≥3 抗拉强度试验（劈裂法） 直径 25mm，高径比 0.5～1.0 ≥3 三轴压缩强度试验 直径 25mm，高径比 2.0～2.5 ≥5 5.3.2 试样制备按照以下步骤执行 ： a）用岩心钻取机在全尺寸岩心或露头岩块上钻取圆柱体岩样 ； b）用切石机将钻取出的圆柱体岩样两端切割平整。 5.3.3 试样精度要求及检查方法按照 DZ/T 0276.18—2015 中6.7的规定执行。 5.3.4 开展测试前应对试样进行检查，剔除存在断裂、孔洞等完整性差的试样。 6 岩石物理与力学特性测试 6.1 试样描述 6.1.1 试验前应对试样进行描述，主要描述内容包括 ： a）岩心来源（区块、油田、井号、层位等） ； b）岩性、主要矿物成分、颜色 ； c）试样尺寸、体积、重量 ； d）试样层理、裂隙等结构特征及其与加载方向的关系。 6.1.2 试样描述内容及格式见表 A.1。 6.2 试验测试 6.2.1 岩石密度测定试验，按照 DZ/T 0276.4—2015 中第 4章的规定执行，试验过程记录内容及格式 见表 A.2。 6.2.2 岩石抗拉强度试验，按照 DZ/T 0276.21 的规定执行，试验过程记录内容及格式见表 A.3。 6.2.3 岩石三轴压缩强度试验，按照 DZ/T 0276.20—2015 中7.2～7.6的规定执行，试验过程记录内3 NB/T 11285 —2023容及格式见表 A.4。围压加载上限的最低值按照如下方法确定。 a）若上覆岩层性质与试样性质相同或相近，可用试样块体物性参数代替上覆岩层的相应参数， 围压上限的最低值按照公式（ 1）计算 ： 2 3max m p in fb 101μσ Hραpμ  - 2 3max min f b p 1101n i ii i iμσ Hραpμ     -  p v v pnΔ Δn ntpσσpt   1 p p v max maxU B vCσ σAp σ   1 max maxBC vσA vb0dHσρgh   H 1v p p1μσ ζσαpαpμ    h 2v p p1μσ ζσαpαpμ   Hh H vp p 221 11EεμEε μσ σαp αpμ μμ    hH h vp p 221 11EεμEε μσ σαp αpμ μμ    2 Hh p fc 2π π3 2 cot cot 142 42 πcot42φ φησσ C αp p φη                H h H h f f fp fs ff2 cos 2 1