康毅力，許成元，唐龍，李松，李大奇

（1. 西南石油大學(xué)油氣藏地質(zhì)及開發(fā)工程國家重點實驗室；2. 中國石化石油工程技術(shù)研究院）

0 引言

隨著全球油氣資源的勘探開發(fā)逐步走向深部、非常規(guī)和處于開發(fā)中后期的衰竭地層，井下復(fù)雜事故控制、安全高效鉆井和儲集層保護都對易漏地層承壓能力提出了更高的要求[1-2]。地層承壓能力是地層結(jié)構(gòu)完整性和強度、鉆井液性質(zhì)以及二者相互作用的綜合反映。若地層巖石強度低、裂縫發(fā)育程度高，則鉆井液封堵能力差，易引起地層破裂、天然裂縫及誘導(dǎo)裂縫進一步延伸，從而導(dǎo)致鉆井液大量漏失，并伴隨其他井下復(fù)雜情況，嚴(yán)重制約油氣資源開發(fā)的進程和經(jīng)濟效益。

為了達(dá)到安全高效鉆井和儲集層保護的要求，國內(nèi)外學(xué)者對易漏低承壓能力地層的漏失控制做了大量研究。①安全高效鉆井方面：Messenger J U[3]梳理了各類漏層的堵漏技術(shù)；徐同臺等[4]提出了漏失發(fā)生的 3要素；呂開河等[5]針對不同孔徑分布的漏層提出自適應(yīng)防漏堵漏技術(shù)；李家學(xué)等[6]建立了適用于隨鉆封堵的剛性顆粒估算模型，以提高裂縫性地層承壓能力；鄭力會等[7]結(jié)合絨囊對漏失通道的自適應(yīng)性，提出絨囊工作液防漏堵漏機理；王貴等[8]根據(jù)斷裂力學(xué)理論，提出了提高裂縫重啟壓力的承壓堵漏機理；Morita N等[9]分析了巖石力學(xué)參數(shù)和裂縫幾何參數(shù)對地層強化效果的影響；楊沛等[10]考慮裂縫應(yīng)力強度因子，建立了復(fù)合地層裂縫承壓能力模型。②儲集層保護方面：Abrams A[11]首次提出孔隙型儲集層的 1/3架橋理論；羅向東等[12]先后提出針對孔隙型和裂縫性儲集層漏失的屏蔽暫堵技術(shù)；張金波等[13]基于顆粒堆積效率最大值原理，提出理想充填理論和d90（指90%的顆粒直徑小于該值）原則；蔣官澄等[14]根據(jù)儲集層非均質(zhì)性特點，提出廣譜“油膜”暫堵技術(shù)；閆豐明等[15-18]提出了針對縫洞性儲集層的暫堵性堵漏技術(shù)。

通過構(gòu)筑易漏地層井周堅韌屏障，可建立井筒液柱壓力與地應(yīng)力場和地層壓力場的平衡，提高地層承壓能力，進而有效預(yù)防和控制漏失。本文在前人研究基礎(chǔ)上，依據(jù)導(dǎo)致易漏地層承壓能力低的因素，將建立井筒液柱壓力與地應(yīng)力場和地層壓力場的平衡作為最終目標(biāo)，概括強化地層承壓能力理論，建立不同理論指導(dǎo)下地層承壓能力模型，并結(jié)合模型和室內(nèi)實驗，分析不同理論的適用條件和對材料性質(zhì)的要求。

1 低承壓能力地層的致漏機理

鉆井過程中井眼的形成打破了地應(yīng)力平衡狀態(tài)，使應(yīng)力在井壁圍巖重新分布，引起應(yīng)力集中并形成井周次生應(yīng)力場，該次生應(yīng)力場和巖石強度為保護地層完整性的天然屏障[19]。完整地層條件下，地層承壓能力等于地層破裂壓力。假設(shè)地層是線彈性多孔介質(zhì)，且井壁圍巖處于平面應(yīng)變狀態(tài)。對于直井，僅考慮地應(yīng)力和井筒液柱壓力，則井周切向應(yīng)力為[20]：

漏失壓力低為易漏地層主要特征[21]，裂縫擴展與延伸、滲流效應(yīng)和地層壓力衰竭是導(dǎo)致地層漏失壓力降低的主要因素。

1.1 裂縫擴展與延伸

由（1）式可知，直井井壁處（r=rw），θ為 0°或180°時，σθ取得最小值?？紤]地層巖石強度和地層孔隙壓力，無濾失條件下地層承壓能力為[22]：

當(dāng)井壁產(chǎn)生微裂縫但仍處于閉合狀態(tài)時，地層巖石失去完整性，巖石強度這道屏障消失，此時地層承壓能力為[23]：

隨著裂縫進一步延伸，當(dāng)其延伸距離超過應(yīng)力集中范圍時，地層承壓能力等于裂縫延伸壓力，即最小水平主應(yīng)力與巖石強度之和：

當(dāng)裂縫延伸至溝通天然裂縫或縫洞系統(tǒng)時，地層承壓能力pb等于地層孔隙壓力pp。

1.2 滲流效應(yīng)

地層為多孔介質(zhì)（孔隙度φ），當(dāng)鉆井液造壁性不佳時，鉆井液濾液會在井筒正壓差作用下濾失進入井壁地層。假設(shè)鉆井液濾液的徑向滲流滿足達(dá)西定律，則在井周產(chǎn)生的附加應(yīng)力場為[24]：

滲流效應(yīng)對地層承壓能力有顯著影響，井壁地層滲流能力不同，井筒液柱壓力的擴散程度不同。鉆井液造壁性越差，井筒液柱壓力擴散程度越好，地層承壓能力越低。

1.3 地層壓力衰竭

油氣藏開發(fā)過程中，隨著流體的不斷采出，地層能量逐步衰竭，表現(xiàn)為孔隙壓力降低。對于直井完整地層，無濾失條件下[25]：

假設(shè)地應(yīng)力各向同性，即 σH=σh，則將（6）式代入（2）式得：

由（7）式可知：ν<1/3時，地層承壓能力隨孔隙壓力降低而降低；v=1/3時，孔隙壓力變化對地層承壓能力無影響；v>1/3時，孔隙壓力降低，地層承壓能力提高。

2 地層承壓能力強化理論

2.1 應(yīng)力籠理論

Aston M S等[26]首次提出應(yīng)力籠概念，通過調(diào)控井周切向應(yīng)力場和裂縫尖端應(yīng)力場、建立井筒液柱壓力與地應(yīng)力場的平衡來控制漏失。Wang H等[27-28]和Mostafavi V等[29]通過有限元模擬方法分析了采用應(yīng)力籠理論強化后井周應(yīng)力分布。應(yīng)力籠理論（見圖1）應(yīng)用的關(guān)鍵在于：①封堵材料支撐誘導(dǎo)裂縫或天然裂縫張開，進而壓縮井周地層，提高井周切向應(yīng)力；②封堵材料同時隔離裂縫尖端，阻止流體壓力向裂縫尖端傳遞，進而降低縫尖應(yīng)力強度因子，保持裂縫系統(tǒng)穩(wěn)定。裂縫尖端應(yīng)力強度因子決定裂縫系統(tǒng)穩(wěn)定性，制約應(yīng)力籠理論對地層承壓能力的強化效果。假設(shè)在距井壁距離 a處形成封堵層，裂縫尖端的應(yīng)力強度因子可通過地應(yīng)力（σH，σh）、井筒液柱壓力（pw）、縫內(nèi)壓力（pf）3種壓力條件下的應(yīng)力強度因子疊加求得（見圖 2）。

圖1 應(yīng)力籠理論示意圖

圖2 地應(yīng)力和壓力作用模型

無限大平板內(nèi)半長為 L的 I型裂縫應(yīng)力強度因子為[30]：

針對 KI(σH, σh)和 KI(pw)，Tada H 等[31]給出了經(jīng)典解析解：

當(dāng)If=1時，

針對KI(pf)，令L=rw+Lf，If=1，此時：

（8）式—（12）式中壓力為有效壓力，應(yīng)力為有效應(yīng)力。由（8）式—（12）式可得：

縫尖應(yīng)力強度因子達(dá)到臨界應(yīng)力強度因子時的井筒液柱壓力即為采用應(yīng)力籠理論強化后的地層承壓能力：

由（14）式可知，采用應(yīng)力籠理論強化后的地層承壓能力與地層彈性模量、泊松比、地應(yīng)力、架橋距離、縫長、支撐縫寬、縫內(nèi)壓力等有關(guān)。

2.2 阻滲帶理論

關(guān)于漏失通道封堵技術(shù)與方法前人已做過大量研究且孔隙性地層封堵技術(shù)已趨于完善[25,32-34]。阻滲帶理論是指通過材料封堵裂縫漏失通道，形成致密、高強度封堵層，阻止液柱壓力向地層中傳播，控制滲流效應(yīng)，建立井筒液柱壓力與地層壓力場的平衡。封堵層承壓能力決定了采用阻滲帶理論強化后的地層承壓能力。裂縫封堵層是由封堵材料組成的顆粒體系，根據(jù)顆粒物質(zhì)力學(xué)，顆粒體系構(gòu)成的封堵層具有多尺度結(jié)構(gòu)，包括單一顆粒構(gòu)成的微觀尺度、力鏈網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成的細(xì)觀尺度和裂縫封堵層構(gòu)成的宏觀尺度（見圖 3）。力鏈由外載荷作用下顆粒相互接觸擠壓形成，是支撐外載荷的物質(zhì)基礎(chǔ)[35]（見圖 4）。微觀尺度的封堵材料性質(zhì)決定細(xì)觀尺度力鏈強度，進而影響宏觀封堵層承壓能力和穩(wěn)定性。

圖3 封堵層多尺度結(jié)構(gòu)

圖4 封堵層中力鏈網(wǎng)絡(luò)

封堵層形成過程中，封堵材料對漏失通道的封堵方式包括單粒架橋、雙粒架橋和多粒架橋。對于單粒和雙粒架橋形成的封堵層，其承壓能力主要取決于封堵材料的剪切強度及其與裂縫面間摩擦力：

對于多粒架橋的封堵方式，力鏈強度對封堵層承壓能力起決定作用，根據(jù)顆粒物質(zhì)力學(xué)，力鏈強度取決于顆粒間接觸應(yīng)力。強力鏈只形成于密集顆粒體系中，因此封堵層首先需要具有高致密性。設(shè) Δ為力鏈總變形量，則每對顆粒間接觸形變?yōu)椋?/p>

根據(jù)胡克定律，顆粒間接觸力為：

則顆粒間接觸應(yīng)力為：

因此，采用阻滲帶理論強化后的地層承壓能力與封堵層致密性及封堵材料彈性變形量、表面摩擦系數(shù)、強度等有關(guān)。

2.3 強固環(huán)理論

孫廣忠[36]提出了巖體結(jié)構(gòu)控制理論，指出巖體結(jié)構(gòu)對巖體力學(xué)性質(zhì)的影響大于巖石材料的影響。聶勛勇[37]提出了隔斷式凝膠段塞堵漏技術(shù)。強固環(huán)理論指材料進入漏失通道后，在地層溫度、壓力、流體等環(huán)境誘發(fā)下，發(fā)生物理化學(xué)反應(yīng)，膠結(jié)巖體軟弱結(jié)構(gòu)面而提高巖體強度或形成高強度結(jié)構(gòu)體（見圖 5），隔斷井筒和地層兩個壓力系統(tǒng)，從而提高地層承壓能力。

圖5 強固環(huán)理論形成的結(jié)構(gòu)體

形成的結(jié)構(gòu)體必須在井筒液柱壓力與地層壓力壓差的作用下保持穩(wěn)定，采用強固環(huán)理論強化后的地層承壓能力為：

采用強固環(huán)理論提高地層承壓能力的效果取決于材料在環(huán)境中自適應(yīng)能力及結(jié)構(gòu)體強度、反應(yīng)時間和穩(wěn)定性。

3 地層承壓能力強化理論適用條件及對材料性能的要求

3.1 適用條件

應(yīng)力籠理論需要支撐裂縫張開，進而壓縮井周地層，提高井周切向應(yīng)力，要求地層巖石具有較高的彈性模量，且主要適用于裂縫發(fā)育程度低的孔隙性地層。阻滲帶理論側(cè)重于對漏失通道的封堵，主要適用于孔隙型地層和漏失通道發(fā)育的裂縫性地層。強固環(huán)理論側(cè)重于在漏失通道中形成高強度結(jié)構(gòu)體，主要適用于裂縫/孔洞性地層。地層強化過程中，3種理論可相互結(jié)合，各自的適用條件如表1所示。

表1 3種地層承壓能力強化理論的適用條件

3.2 對材料性能的要求

3.2.1 應(yīng)力籠理論對材料的要求

應(yīng)力籠理論要求材料具有足夠的強度、適當(dāng)?shù)挠捕群秃侠淼募壟湟赃_(dá)到逐級充填，形成致密封堵層，隔離裂縫尖端，降低縫內(nèi)壓力的效果。地層強化施工過程中，根據(jù)安全鉆進所需的地層承壓能力，可反算應(yīng)力籠理論所需的支撐縫寬，進而優(yōu)選材料粒徑和級配。表2為顆粒材料典型粒度級別劃分。

表2 顆粒材料粒度級別劃分

應(yīng)力籠理論要求材料抗壓強度大于地層承壓能力，15 MPa下d90降級率小于5%，硬度為地層硬度的1.0～1.2倍。對顆粒級配的要求為：1級顆粒直徑在 0.6Wf～Wf；2級顆粒直徑在 0.23Wf～0.40Wf；3級顆粒直徑在0.10Wf～0.17Wf；4 級顆粒直徑在 0.04Wf～0.07Wf。

3.2.2 阻滲帶理論對材料的要求

采用阻滲帶理論強化后的地層承壓能力的主要影響因素中，封堵層致密性由材料體積分?jǐn)?shù)表征，為封堵層中封堵材料體積與其所封堵漏失通道體積之比；材料彈性變形量指在地應(yīng)力和流體壓力下材料的彈性變形量，由材料彈性變形率表征；材料強度由15 MPa下 d90降級率表征，d90降級率越高，材料強度越低。阻滲帶理論要求材料彈性變形率在5%～20%，體積分?jǐn)?shù)大于90%，表面摩擦系數(shù)大于0.1，15 MPa下d90降級率小于5%。

封堵層承壓能力主要受材料類型及匹配的影響，不同類型材料匹配下參數(shù)測定結(jié)果[38-42]（見表3）表明：通過剛性顆粒、纖維和彈性顆粒的結(jié)合，可有效增加封堵層表面摩擦系數(shù)、體積分?jǐn)?shù)、彈性變形率和強度；彈性材料的加入可極大提高材料的彈性變形量，降低材料d90降級率；纖維對材料體積分?jǐn)?shù)的貢獻最大，因為纖維可以充填到顆粒材料的孔隙中，提高封堵層致密性；纖維和彈性顆粒等低圓球度和高表面粗糙度材料可有效增加材料表面摩擦系數(shù)。通過不同類型材料匹配，封堵承壓能力顯著提高（見圖6）。

表3 不同材料匹配的封堵層性質(zhì)

圖6 不同材料匹配的封堵承壓能力

因此，阻滲帶理論要求剛性顆粒、纖維和彈性顆粒相結(jié)合，協(xié)同作用進而形成高強度封堵層。每種類型材料的配比需結(jié)合具體裂縫漏失通道性質(zhì)，通過室內(nèi)實驗確定，總體趨勢為：剛性顆粒多于纖維，纖維多于彈性顆粒。

3.2.3 強固環(huán)理論對材料的要求

強固環(huán)理論要求材料能夠充分適應(yīng)和利用地層溫度、壓力、流體等地層環(huán)境；在井筒流動過程中保持穩(wěn)定，不發(fā)生粘結(jié)或固化；在地層環(huán)境下迅速發(fā)生自膠結(jié)等物理化學(xué)反應(yīng)，膠結(jié)巖體軟弱結(jié)構(gòu)面或形成高強度結(jié)構(gòu)體，并具有一定的時間穩(wěn)定性。強固環(huán)理論要求結(jié)構(gòu)體強度大于地層承壓能力與孔隙壓力之差，反應(yīng)條件為地層環(huán)境，反應(yīng)時間小于60 min，時間穩(wěn)定性大于15 d。

4 應(yīng)用實例分析

北海油田處于開發(fā)中后期，地層壓力衰竭，深度5 210 m的砂巖段儲集層地層壓力梯度當(dāng)量鉆井液密度僅為 1.05 g/cm3，破裂壓力梯度當(dāng)量鉆井液密度為1.77 g/cm3。砂巖儲集層上部為泥頁巖段，坍塌壓力梯度當(dāng)量鉆井液密度為2.40 g/cm3。W-A井鉆遇該壓力衰竭層段時，為保證安全鉆進，在確保上部泥頁巖層段井壁穩(wěn)定的同時，根據(jù)應(yīng)力籠理論提高下部砂巖層段的地層承壓能力。結(jié)合地應(yīng)力和地層巖石力學(xué)參數(shù)，計算達(dá)到目標(biāo)承壓能力所需的支撐裂縫寬度為 1 500 μm。采用表2中的B、C、D級碳酸鈣顆粒作為添加劑加入原鉆井液中，通過室內(nèi)堵漏實驗分析確定B、C、D級顆粒濃度分別為 10%、7%和 5%。加入添加劑強化砂巖段地層后，鉆井過程中在井筒液柱壓力高出地層孔隙壓力程度較大情況下砂巖層段無漏失發(fā)生。

四川盆地普光構(gòu)造帶下三疊統(tǒng)飛仙關(guān)組為深部碳酸鹽巖氣藏，天然裂縫發(fā)育。W4井鉆井過程中，密度1.74 g/cm3的水基鉆井液漏失嚴(yán)重。采用阻滲帶理論提高地層承壓能力，控制漏失。通過對泵壓、地層壓力、地應(yīng)力和漏失速率資料的分析，確定原地動態(tài)裂縫寬度為500～1 000 μm。根據(jù)阻滲帶理論對材料的要求，確定堵漏漿配方為：原漿+3%碳酸鈣+2%LF-1纖維+1%EP-2彈性顆粒。采用擠堵的方式將7.9 m3的堵漏段塞泵入漏失層。0.5 h后漏失停止，直至固井施工結(jié)束后無漏失發(fā)生。承壓能力測試表明，地層在15 MPa正壓差下穩(wěn)壓20 min無壓降。

重慶開縣羅家寨氣田羅家 2井鉆井過程中，在深度3 370 m的飛仙關(guān)組發(fā)生地下井噴，高含H2S的天然氣進入井筒，并沿2 212 m嘉陵江組五段漏層與相距124.57 m的羅家注1井管外環(huán)空竄通，進而沿上部地層斷層竄出地面。必須通過壓井有效控制飛仙關(guān)組氣源，但提高井筒液柱壓力前要先控制漏失，提高嘉五段地層承壓能力。由于嘉五段地層破碎，裂縫發(fā)育且漏層中含有大量水，使用2 000 m3堵漏漿后堵漏失敗。結(jié)合漏失層特征，將具有高彈性變形量、高黏度的特種凝膠加入水泥漿，在漏失通道中迅速形成高強度結(jié)構(gòu)體，隔斷井筒與地層壓力傳遞，成功控制了漏失，提高了嘉五段地層承壓能力。

5 結(jié)論

提高地層承壓能力的最終目的是建立井筒液柱壓力與地應(yīng)力場和地層壓力場的平衡，裂縫擴展與延伸、滲流效應(yīng)和地層壓力衰竭是弱化地層承壓能力的主要因素。

地層承壓能力強化理論主要包括應(yīng)力籠、阻滲帶和強固環(huán)理論。應(yīng)力籠理論側(cè)重于調(diào)控井周應(yīng)力場，適用于裂縫欠發(fā)育的低滲—致密固結(jié)地層。阻滲帶理論側(cè)重于封堵漏失通道，適用于孔隙型和裂縫性地層。強固環(huán)理論側(cè)重于膠結(jié)巖體軟弱結(jié)構(gòu)面或形成高強度結(jié)構(gòu)體，適用于裂縫/孔洞性地層。3種理論適用的巖性、巖體結(jié)構(gòu)、地層類型、力學(xué)性質(zhì)互不相同，但 3種理論可以相互結(jié)合，相輔相成。

應(yīng)力籠要求材料具有足夠的強度、合理的硬度和級配；阻滲帶要求材料具有高表面摩擦系數(shù)、彈性變形量、體積分?jǐn)?shù)和強度，并充分發(fā)揮纖維、彈性顆粒、剛性顆粒的協(xié)同作用。強固環(huán)要求材料能適應(yīng)地層環(huán)境，快速形成穩(wěn)定的高強度結(jié)構(gòu)體。

應(yīng)用實例分析表明，根據(jù)地層特征選擇合適的地層強化理論可以有效控制漏失并提高地層承壓能力。

符號注釋：

σθ——井周切向應(yīng)力，MPa；σH，σh——井壁處最大及最小水平主應(yīng)力，MPa；θ——井周角，（°）；rw——井眼半徑，m；r——徑向距離，m；pw——井筒液柱壓力，MPa；pp——地層孔隙壓力，MPa；σt——巖石強度，MPa；pb——地層承壓能力，MPa；pf——縫內(nèi)壓力，MPa；ν——泊松比；φ——孔隙度，%；α——有效應(yīng)力系數(shù)；σv——垂直主應(yīng)力，MPa；a——架橋距離，m；ΔL——封堵層與裂縫尖端距離，m；Lf——裂縫尖端與井壁距離，m；L——無限大平板內(nèi)Ⅰ型裂縫半長，m；KI——縫尖應(yīng)力強度因子，MPa·m0.5；KIc——臨界應(yīng)力強度因子，MPa·m0.5；If——井筒液柱壓力對縫內(nèi)壓力的影響系數(shù)，f；E——地層彈性模量，MPa；Wc——支撐縫寬，m；σm——封堵材料強度，MPa；f——材料與裂縫面間摩擦力，N；μf——材料表面摩擦系數(shù)，f；d——顆粒直徑，m；Wf——裂縫寬度，m；Em——材料彈性模量，MPa；Δ——力鏈總變形量，m；N——力鏈上顆粒數(shù)目；Lc——力鏈長度，m；F——顆粒間接觸力，N；τ——顆粒間接觸應(yīng)力，N/m2；β——顆粒間接觸形變，m；k——材料剛度，N/m；σq——強固環(huán)強度，MPa。

[1] 宣揚, 蔣官澄, 李穎穎, 等. 基于仿生技術(shù)的強固壁型鉆井液體系[J]. 石油勘探與開發(fā), 2013, 40(4): 497-501.Xuan Yang, Jiang Guancheng, Li Yingying, et al. A biomimetic drilling fluid for wellbore strengthening[J]. Petroleum Exploration and Development, 2013, 40(4): 497-501.

[2] 許成元, 康毅力, 李大奇. 提高地層承壓能力研究新進展[J]. 鉆井液與完井液, 2011, 28(5): 81-88.Xu Chengyuan, Kang Yili, Li Daqi. New progress on enhancement of formation pressure-bearing capacity[J]. Drilling Fluid & Completion Fluid, 2011, 28(5): 81-88.

[3] Messenger J U. Lost circulation[M]. Tulsa: PennWell Publishing Company, 1981.

[4] 徐同臺, 劉玉杰, 申威, 等. 鉆井過程防漏堵漏技術(shù)[M]. 北京:石油工業(yè)出版社, 1997.Xu Tongtai, Liu Yujie, Shen Wei, et al. Technology of lost circulation prevention and control during drilling engineering[M]. Beijing:Petroleum Industry Press, 1997.

[5] 呂開河, 邱正松, 魏慧明, 等. 自適應(yīng)防漏堵漏鉆井液技術(shù)研究[J]. 石油學(xué)報, 2008, 29(5): 757-760.Lü Kaihe, Qiu Zhengsong, Wei Huiming, et al. Study on techniques of auto-adapting lost circulation resistance and control for drilling fluid[J]. Acta Petrolei Sinica, 2008, 29(5): 757-760.

[6] 李家學(xué), 黃進軍, 羅平亞, 等. 裂縫性地層隨鉆剛性顆粒封堵機理與估算模型[J]. 石油學(xué)報, 2011, 32(3): 509-513.Li Jiaxue, Huang Jinjun, Luo Pingya, et al. Plugging mechanism and estimation models of rigid particles while drilling in fracture formations[J]. Acta Petrolei Sinica, 2011, 32(3): 509-513.

[7] 鄭力會, 孔令琛, 曹園, 等. 絨囊工作液防漏堵漏機理[J]. 科學(xué)通報, 2010, 55(15): 1520-1528.Zheng Lihui, Kong Lingchen, Cao Yuan, et al. The mechanism for fuzzy-ball working fluids for controlling & killing lost circulation[J].Chinese Science Bulletin, 2010, 55(15): 1520-1528.

[8] 王貴, 蒲曉林. 提高地層承壓能力的鉆井液堵漏作用機理[J]. 石油學(xué)報, 2010, 31(6): 1009-1012.Wang Gui, Pu Xiaolin. Plugging mechanism of drilling fluid by enhancing wellbore pressure[J]. Acta Petrolei Sinica, 2010, 31(6):1009-1021.

[9] Morita N, Fuh G. Parametric analysis of wellbore-strengthening methods from basic rock mechanics[R]. SPE 145765, 2012.

[10] 楊沛, 陳勉, 金衍, 等. 裂縫承壓能力模型及其在裂縫地層堵漏中的應(yīng)用[J]. 巖石力學(xué)與工程學(xué)報, 2012, 31(3): 479-487.Yang Pei, Chen Mian, Jin Yan, et al. Crack pressure bearing capacity model and its application to plugging of fractured formation[J]. Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering, 2012, 31(3): 479-487.

[11] Abrams A. Mud design to minimize rock impairment due to particle invasion[J]. JPT, 1977, 29(5): 586-593.

[12] 羅向東, 羅平亞. 屏蔽暫堵技術(shù)在儲層保護中的應(yīng)用研究[J]. 鉆井液與完井液, 1992, 9(2): 19-27.Luo Xiangdong, Luo Pingya. Research on the application of temporary and shielding plugging technology in reservoir protection[J]. Drilling Fluid & Completion Fluid, 1992, 9(2): 19-27.

[13] 張金波, 鄢捷年. 鉆井液中暫堵劑顆粒尺寸分布優(yōu)選的新理論和新方法[J]. 石油學(xué)報, 2004, 25(6): 88-91.Zhang Jinbo, Yan Jienian. New theory and method for optimizing the particle size distribution of bridging agents in drilling fluid[J]. Acta Petrolei Sinica, 2004, 25(6): 88-91.

[14] 蔣官澄, 胡成亮, 熊英, 等. 廣譜型保護油氣層鉆井完井液體系研究[J]. 鉆采工藝, 2005, 28(5): 101-104.Jiang Guancheng, Hu Chengliang, Xiong Ying, et al. Study on system of broad-spectrum temporary blocking drilling and completion fluid for reservoir protection[J]. Drilling & Production Technology, 2005, 28(5): 101-104.

[15] 閆豐明, 康毅力, 孫凱, 等. 裂縫-孔洞型碳酸鹽巖儲層暫堵性堵漏機理研究[J]. 石油鉆探技術(shù), 2011, 39(2): 81-85.Yan Fengming, Kang Yili, Sun Kai, et al. Mechanism of temporary sealing for fractured-vuggy carbonate reservoir[J]. Petroleum Drilling Technology, 2011, 39(2): 81-85.

[16] You Lijun, Kang Yili, Li Xiangchen, et al. Mitigating borehole instability and formation damage with temporary shielding drilling fluids in low permeability fractured reservoirs[R]. SPE 165133, 2013.

[17] Kang Y, You L, Xu X, et al. Prevention of formation damage induced by mud lost in deep fractured tight gas reservoir in western Sichuan Basin[J]. Journal of Canadian Petroleum Technology, 2012, 51(1): 46-51.

[18] 劉大偉, 康毅力, 雷鳴, 等. 保護碳酸鹽巖儲層屏蔽暫堵技術(shù)研究進展[J]. 鉆井液與完井液, 2008, 25(5): 57-61.Liu Dawei, Kang Yili, Lei Ming, et al. Research progresses in temporary plugging technology for carbonate reservoir protection[J].Drilling Fluid & Completion Fluid, 2008, 25(5): 57-61.

[19] 劉向君, 羅平亞. 巖石力學(xué)與石油工程[M]. 北京: 石油工業(yè)出版社, 2004.Liu Xiangjun, Luo Pingya. Rock mechanism and petroleum engineering[M]. Beijing: Petroleum Industry Press, 2004.

[20] 謝和平, 陳忠輝. 巖石力學(xué)[M]. 北京: 科學(xué)出版社, 2004.Xie Heping, Chen Zhonghui. Rock mechanics[M]. Beijing: Science Press, 2004.

[21] 李大奇, 康毅力, 劉修善, 等. 基于漏失機理的碳酸鹽巖地層漏失壓力模型[J]. 石油學(xué)報, 2011, 32(5): 900-904.Li Daqi, Kang Yili, Liu Xiushan, et al. The lost circulation pressure of carbonate formation on the basis of leakage mechanism[J]. Acta Petrolei Sinica, 2011, 32(5): 900-904.

[22] Dupriest F E. Fracture closure stress (FCS) and lost returns practices[R]. SPE 92192, 2005.

[23] Salehi S, Nygaard R. Numerical modeling of induced fracture propagation: A novel approach for lost circulation materials design in borehole strengthening applications[R]. SPE 135155, 2012.

[24] 陳勉, 金衍, 張廣清. 石油工程巖石力學(xué)[M]. 北京: 科學(xué)出版社,2008.Chen Mian, Jin Yan, Zhang Guangqing. Rock mechanics in petroleum engineering[M]. Beijing: Science Press, 2008.

[25] Van Oort E, Friedheim J E, Pierce T, et al. Avoiding losses in depleted and weak zones by constantly strengthening wellbores[R].SPE 125093, 2011.

[26] Aston M S, Alberty M W, McLean M R, et al. Drilling fluid for wellbore strengthening[R]. AADC/SPE 87130, 2004.

[27] Wang H, Towler B F, Soliman M Y. Near-wellbore stress analysis and wellbore strengthening for drilling depleted formations[R]. SPE 150817, 2011.

[28] Wang H, Sweatman R, Engelman B, et al. Best practice in understanding and managing lost circulation challenges[J]. SPE Drilling & Completion, 2008, 23(2): 168-175.

[29] Mostafavi V, Hareland G, Belayneh M, et al. Experimental and mechanistic modeling of fracture sealing resistance with respect to fluid and fracture properties[C]//Proceedings of the 45th US Rock Mechanics/Geomechanics Symposium. San Francisco: ARMA, 2011.

[30] Otutu F. Novel wellbore strengthening enables drilling of exploration well in a highly depleted formation[R]. SPE 148506, 2011.

[31] Tada H, Paris P C, Erwin N. The stress analysis handbook[M].Hellertown: All Research, 1973.

[32] 孫金聲, 蘇義腦, 羅平亞, 等. 超低滲透鉆井液提高地層承壓能力機理研究[J]. 鉆井液與完井液, 2005, 22(5): 1-3.Sun Jinsheng, Su Yi’nao, Luo Pingya, et al. Mechanism study on ultra-low invasion drilling fluid for improvement of formation pressure-bearing ability[J]. Drilling Fluid & Completion Fluid, 2005, 22(5): 1-3.

[33] Kulkarni S, Savari S, Kumar A, et al. Novel rheological tool to determine lost circulation material (LCM) plugging performance[R].SPE 150726, 2012.

[34] Xu Chengyuan, Kang Yili, You Lijun, et al. High-strength high-stability pill system to prevent lost circulation[R]. IPTC 17127, 2013.

[35] 孫其誠, 王光謙. 顆粒物質(zhì)力學(xué)導(dǎo)論[M]. 北京: 科學(xué)出版社, 2009.Sun Qicheng, Wang Guangqian. Introductory theory of granule matter mechanics[M]. Beijing: Science Press, 2009.

[36] 孫廣忠. 巖體結(jié)構(gòu)力學(xué)[M]. 北京: 科學(xué)出版社, 1988.Sun Guangzhong. Rock mass structure mechanics[M]. Beijing:Science Press, 1988.

[37] 聶勛勇. 隔斷式凝膠段塞堵漏機理及技術(shù)研究[D]. 成都: 西南石油大學(xué), 2012.Nie Xunyong. Study of plugging mechanism and technology of separating-type gel slug[D]. Chengdu: Southwest Petroleum University, 2012.

[38] Scott P D, Beardmore D, Wade Z L, et al. Size degradation of granular lost circulation materials[R]. SPE 151227, 2012.

[39] Friedheim J E, Sanders M W, Arias-Prada J E, et al. Innovative fiber solution for wellbore strengthening[R]. SPE 151473, 2012.

[40] Savari S, Whitfill D L, Kumar A, et al. Resilient lost circulation material (LCM): A significant factor in effective wellbore strengthening[R]. SPE 153154, 2012.

[41] Kumar A, Savari S, Whitfill D, et al. Wellbore strengthening: The less-studied properties of lost-circulation materials[R]. SPE 133484, 2010.

[42] Savari S, Kumar A. Wellbore integrity management: Dealing with uncertainties[R]. SPE 153359, 2012.