【摘 要】
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井壁稳定性问题是钻井过程中普遍存在而且是一直是困扰钻井行业的一个重大问题,一直受到国内外钻井界专家们的关注,是国内外钻井技术界一直坚持不懈努力攻关的重要内容。研究
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井壁稳定性问题是钻井过程中普遍存在而且是一直是困扰钻井行业的一个重大问题,一直受到国内外钻井界专家们的关注,是国内外钻井技术界一直坚持不懈努力攻关的重要内容。研究表明井壁稳定性问题既有力学问题,也有化学问题,而化学问题最终仍然反映到力学问题上。井壁稳定性研究是多学科发展共同的结果,譬如化学、弹性力学、测井解释等,本文重点是进行力学分析,从力学角度出发,建立井壁力学模型,分析井壁围岩受力情况,并采用数值模拟来进行验证。
原位地应力的测量采用目前通用的水压致裂法,可测得井壁处围岩所受的最大、最小水平主应力,根据上覆岩层的自重计算出其所受的垂向应力。对钻孔进行全孔取心,选取试样进行室内的单轴和三轴试验,可以得到岩石的各项力学参数。把测得的地应力参数和岩石力学参数作为井壁围岩应力状态分析的基础工作。
结合实际工程选取井筒周围一定岩石区域作为围岩应力分析的对象,建立直井井筒无套管状态下井壁处围岩受力的力学模型。利用弹性力学知识分析井壁围岩应力状态,计算井壁围岩的破裂压力和坍塌压力,利用强度准则得出安全的钻井液密度范围。
在井壁处的岩石绝大多数都具有一定的弹塑性,而不是受力不均就立刻脆性破坏。运用数值模拟软件FLAC对井壁处岩石进行分析,可以得出井孔周围岩石的应力分布、应变分布以及位移量。再根据强度理论来判断井壁是否失稳,并且发生了什么形式的破坏。
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