祝效华, 刘伟吉

(西南石油大学机电工程学院,四川成都 610500)



一热孔弹塑性完全耦合作用下的井底岩石应力分布

祝效华, 刘伟吉

(西南石油大学机电工程学院,四川成都 610500)

井底待破碎岩石所处的应力状态作为影响其破碎的关键因素而直接影响着钻井效率,建立综合考虑上覆岩层压力、水平地应力、液柱压力以及孔隙压力和地层温差完全耦合作用下井底岩石的三维物理模型,借助有限元软件进行求解,研究在不同液柱压力、不同井深、不同温差以及不同渗透系数作用下井底岩石应力分布的数值解。结果表明:液柱压力、井深以及温差越大,井底表面岩石最大主应力越大;渗透系数减小,井底表面最大主应力先增大后减小;在井眼轴向方向,在距离井底表面以下一定距离之后,液柱压力和井深越大,岩石最大主应力越小;温差对岩石最大主应力没有影响。

热孔弹塑性; 井底应力; 完全耦合; 数值解; 破碎机制

随着勘探开发不断向深部地层发展,岩石的可钻性越来越差,机械钻速也大幅度下降[1]。井底待破碎岩石所处的应力状态作为影响其破碎的关键因素而直接影响着钻井效率,因此研究井底应力分布情况对于正确认识井底岩石破碎机制和提高钻井效率有重要作用。近年来,针对井底应力分布的研究较多,并且也得出了一些有用的结论[2-15];但是针对热孔弹塑性完全耦合作用下井底岩石应力分布的研究还较少。研究热孔弹塑性完全耦合作用下井底岩石应力的分布情况更符合实际的井底工况,对于正确认识井底岩石破碎机制和提高钻井效率很有必要。……