钻井液循环对井壁温度分布及应力影响

发布时间：2022-02-05 02:36

　　在超深钻井和地热钻井过程中,井底附近的温度很高,由于钻井过程中井壁温度变化产生的热应力会导致井壁附近的地层应力发生改变。在钻井过程中通过钻井液循环可以带走岩屑、给钻头部位降温和对井底围岩进行降温。由于井周围岩温度改变会产生一定的热应力,可能会导致井壁失稳。本文主要研究了钻井液对井筒温度分布的影响和温度改变对井壁应力的状态影响。完成的工作主要有以下三个的方面:1、通过温度对岩石热膨胀特性研究试验,分析了花岗岩、板岩和页岩的热膨胀系数在高温情况下的变化规律,得出了从室温到300度左右三种岩石的热膨胀系数变化较为平缓,增长率约为30%左右,其中花岗岩的热膨胀系数最小。2、建立了考虑井壁内外侧温差的井筒温度分布方程,给出非稳态条件下的井筒温度分布离散形式;解出稳态条件下的井筒温度分布;通过考虑井壁内外侧温差引起的热传递效应对温度分布的影响。3、利用岩石热膨胀特性及井筒温度分布规律对井周应力场进行研究,结果表明考虑井壁内外侧温差会对应力分布结果产生显著的影响。总结:本文首先研究了岩石热膨胀特性,而后对分析钻杆内外侧温差对井筒温度分布方程产生的影响,通过岩石热膨胀特性和温度分布方程对井筒应力场的影... 

【文章来源】：中国地质大学(北京)北京市211工程院校教育部直属院校

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【学位级别】：硕士

【部分图文】：

地热井示意图

对井壁稳定的未来发展方向做出了细致而又99）对大位移井的井壁稳定进行分析，并设该软件可以利用现有的测井参数计算出大位泥浆密度。此后，国内的井壁稳定研究进入）对深井的井壁稳定研究做了总结和展望最重要的一环，能够解决这类问题将对钻井07）首次提出利用能量守恒的方法对井壁析了钻井过程中的能量流动过程，并给出在量对井壁稳定的影响。卢运虎（2013 年 壁稳定分析，相比之前的各向同性地层模提供了基础。这是国内首次就椭圆钻井进提供了参考和帮助，使得人们对于钻井的研

10图 2-1 ZRPY-1000 卧式热膨胀系数测定仪石热膨胀系数测定仪如图 2-2 所示，它主要的部件包括有加热装置、测量传感器装置，可以测量的材料主要包括各种金属材料、岩石材料、耐高温等，测量装置主要由石英和传感器组成。石英是非常稳定的热膨胀材料以利用石英作为测量装置。所以该仪器的测量原理主要如下：先我们知道测量端的石英热膨胀系数是一个定值 ，大小为 7-5. 8*10℃ 石材料的线热膨胀系数 的数量级为 。2α1α6-110 ℃

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硕士论文
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本文编号：3614406