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数学建模分析化学吸附效应对井壁稳定性影响

数学建模分析化学吸附效应对井壁稳定性影响

泥页岩地层有从水溶液中吸附水的倾向,以往研究大多聚焦在以实验为手段观测泥页岩的吸附现象上,很少尝试建立数学模型进行分析。近日,TUDRP公布了他们最新对于泥页岩的研究进展。

研究人员首先通过实验观测泥页岩吸附水分的过程来确定其吸附等温线,通过实验发现,基于GAB模型的多层吸附理论能够很好的描述泥页岩对水的吸附作用和水活性之间的关系,这标志着可以引入吸附效应作为描述泥页岩特性的新指标。研究人员基于有限元差分法建立了非理想环境下的钻井液吸附瞬态数学模型,能够准确计算井眼附近泥页岩的瞬时水分含量,从而预测页岩地层的井壁稳定性,解决了传统使用钻井液、基于理想解决方案的流变模型无法准确描述泥页岩对钻井液吸附作用的难题。同时研究人员通过测试多种泥页岩样品暴露在多种类型的钻井液中的压力响应,并使用该模型对实验数据进行了分析,提出了一种全新的钻井液添加剂配方,能够显著降低在泥页岩中的渗透。

该研究对准确了解钻井液与页岩地层之间的相互作用、正确描述孔隙压力、维持页岩井壁稳定具有重要的指导意义。

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