横观各向同性砂岩储层水平井井壁应力分析

发布时间：2018-04-14 21:12

本文选题：正交各向异性 + 横观各向同性　；参考：《油气藏评价与开发》2016年06期

【摘要】：在经典的井壁应力场计算模型中,将地层岩石力学性质视为各向同性,而对于砂岩这类层理性地层,垂直于层理面和平行于层理面的岩石力学性质存在明显差异,即砂岩为横观各向同性体,因此,基于各向异性材料力学理论,建立了正交各向异性地层中井壁应力场计算新模型。新模型表明,与力学性质各向同性相比,力学性质正交各向异性条件下井壁径向应力和剪应力没有发生改变,而周向应力发生了变化,周向应力是岩石力学性质、地应力、井筒压力的函数。并运用此模型分析了横观各向同性砂岩储层水平井井壁应力分布特征,分析表明,在弹性模量各向异性度较大时,或者地应力各向异性度较小时,周向拉应力会出现四个最值点,当拉应力超过岩石抗张强度时,水力裂缝在这四个最值点同时起裂,从而解释了水力压裂过程中出现的近井筒效应。岩石弹性模量各向异性度对井壁周向应力分布有较大影响,而泊松比各向异性度对井壁周向应力分布影响很小。
[Abstract]:In the classical wellbore stress field calculation model, the formation rock mechanical properties are regarded as isotropic, but for sandstone, there are obvious differences between the rock mechanical properties perpendicular to the stratigraphic plane and parallel to the stratigraphic plane.Therefore, based on the theory of anisotropic material mechanics, a new model for calculating wellbore stress field in orthotropic formation is established.The new model shows that under the condition of orthotropic mechanical properties, the radial stress and shear stress of shaft wall have not changed, but the circumferential stress has changed, and the circumferential stress is the mechanical property of rock and the in-situ stress.A function of wellbore pressure.The stress distribution of horizontal well in transversely isotropic sandstone reservoir is analyzed by using this model. The results show that when the anisotropy of elastic modulus is high, or the anisotropy of in-situ stress is small,When the tensile stress exceeds the tensile strength of rock, the hydraulic fracture starts to crack at the same time, which explains the near-wellbore effect in the process of hydraulic fracturing.The anisotropy of elastic modulus of rock has a great influence on the stress distribution of shaft wall, while the anisotropy of Poisson's ratio has little effect on the stress distribution of shaft wall.
【作者单位】：西南石油大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室;中国石化页岩油气富集机理与有效开发国家重点实验室;
【基金】：页岩油气富集机理与有效开发国家重点实验室开放基金“页岩储层层理面对缝网控制作用研究”(G5800-15-ZS-WX042)
【分类号】：TE21

【参考文献】

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【共引文献】

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【二级参考文献】

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