本文關(guān)鍵詞：徑向孔眼對(duì)井壁穩(wěn)定性影響的數(shù)值模擬

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【摘要】：鉆井、水力徑向射流等作業(yè)施工會(huì)打破巖石的初始平衡狀態(tài),影響井壁、孔眼壁的穩(wěn)定性。常規(guī)數(shù)學(xué)模型多為二維模型,且假設(shè)條件過(guò)多,無(wú)法真實(shí)反映地層的應(yīng)力分布。借助ABAQUS有限元軟件,考慮地應(yīng)力、孔隙壓力等諸多參數(shù),可以真實(shí)有效地模擬觀(guān)察地應(yīng)力在井壁、井周的分布,克服常規(guī)數(shù)學(xué)模型的不足,對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工具有重要的指導(dǎo)意義。通過(guò)在A(yíng)BAQUS中引入最大剪切應(yīng)力(Tresca)準(zhǔn)則、形變比能(Mises)準(zhǔn)則及最大主應(yīng)力(Max Principle)準(zhǔn)則,分別評(píng)價(jià)研究對(duì)象的塑性及脆性破壞,分析應(yīng)力在套管、水泥環(huán)及井壁的分布。結(jié)果表明:水泥環(huán)內(nèi)外界面存在應(yīng)力差,內(nèi)界面為最危險(xiǎn)界面;Mises和Tresca應(yīng)力均于水平最小主應(yīng)力方向達(dá)到極大值,因此水平最小主應(yīng)力方向最易發(fā)生塑性破壞;Max Principle應(yīng)力均于水平最大主應(yīng)力方向達(dá)到極大值,因此水平最大主應(yīng)力方向最易達(dá)到拉伸極限進(jìn)而發(fā)生拉伸破壞;Mises和Tresca應(yīng)力均隨孔徑、方位角、水平地應(yīng)力差的增大而增大,Max Principle應(yīng)力隨孔徑、方位角的增大而減小,隨水平應(yīng)力差的增大而增大。最后,運(yùn)用灰色關(guān)聯(lián)分析法分析了各影響因素對(duì)井壁穩(wěn)定性的影響權(quán)重。
【作者單位】： 中國(guó)石油大學(xué)(華東)石油工程學(xué)院;中國(guó)石化勝利油田分公司石油工程技術(shù)研究院;
【基金】：國(guó)家自然科學(xué)基金青年基金項(xiàng)目“徑向鉆孔引導(dǎo)水力壓裂裂縫定向擴(kuò)展機(jī)理研究”(51404288)
【分類(lèi)號(hào)】：TE24
【正文快照】： 0引言井壁失穩(wěn)主要有圍巖的剪切破壞和拉伸破壞2種表現(xiàn)形式[1￣2]。剪切破壞是因井壁處應(yīng)力水平超過(guò)巖石強(qiáng)度而發(fā)生的塑性變形。Harris等[3￣5]認(rèn)為,當(dāng)較大載荷作用在散粒體上,顆粒之間產(chǎn)生相對(duì)滑動(dòng),且滑動(dòng)不可逆,即產(chǎn)生了塑性破壞。拉伸破壞形成的裂縫是引起井漏的主要原因。

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本文編號(hào)：1221185