径向孔眼对井壁稳定性影响的数值模拟

发布时间：2017-11-24 05:25

  本文关键词：径向孔眼对井壁稳定性影响的数值模拟

  更多相关文章： 应力分布 井壁稳定 形变比能 最大主应力 径向孔眼

【摘要】：钻井、水力径向射流等作业施工会打破岩石的初始平衡状态,影响井壁、孔眼壁的稳定性。常规数学模型多为二维模型,且假设条件过多,无法真实反映地层的应力分布。借助ABAQUS有限元软件,考虑地应力、孔隙压力等诸多参数,可以真实有效地模拟观察地应力在井壁、井周的分布,克服常规数学模型的不足,对现场施工具有重要的指导意义。通过在ABAQUS中引入最大剪切应力(Tresca)准则、形变比能(Mises)准则及最大主应力(Max Principle)准则,分别评价研究对象的塑性及脆性破坏,分析应力在套管、水泥环及井壁的分布。结果表明:水泥环内外界面存在应力差,内界面为最危险界面;Mises和Tresca应力均于水平最小主应力方向达到极大值,因此水平最小主应力方向最易发生塑性破坏;Max Principle应力均于水平最大主应力方向达到极大值,因此水平最大主应力方向最易达到拉伸极限进而发生拉伸破坏;Mises和Tresca应力均随孔径、方位角、水平地应力差的增大而增大,Max Principle应力随孔径、方位角的增大而减小,随水平应力差的增大而增大。最后,运用灰色关联分析法分析了各影响因素对井壁稳定性的影响权重。
【作者单位】： 中国石油大学(华东)石油工程学院;中国石化胜利油田分公司石油工程技术研究院;
【基金】：国家自然科学基金青年基金项目“径向钻孔引导水力压裂裂缝定向扩展机理研究”(51404288)
【分类号】：TE24
【正文快照】： 0引言井壁失稳主要有围岩的剪切破坏和拉伸破坏2种表现形式[1￣2]。剪切破坏是因井壁处应力水平超过岩石强度而发生的塑性变形。Harris等[3￣5]认为,当较大载荷作用在散粒体上,颗粒之间产生相对滑动,且滑动不可逆,即产生了塑性破坏。拉伸破坏形成的裂缝是引起井漏的主要原因。

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本文编号：1221185