全应力-应变条件下气体钻井井壁稳定性研究
2021-05-19朱忠喜白宗玺李光乔雷万能
长江大学学报(自科版) 2021年2期
朱忠喜,白宗玺,李光乔,雷万能
1.油气钻井技术国家工程实验室防漏堵漏技术研究室(长江大学),湖北 武汉 430100 2.长江大学石油工程学院,湖北 武汉 430100 3.中国石化西北油田分公司工程技术研究院,新疆 乌鲁木齐 830011 4.中国石油塔里木油田分公司油气田产能建设事业部,新疆 库尔勒 841000
气体钻井技术有利于提高钻井速度,避免井漏,克服地层水敏等问题。气体钻井过程中,由于井眼内气体对井壁支撑较弱,井眼在原地应力作用下不可避免地会出现形变。因此需要根据气体钻井时的井壁实际受力情况进行井壁稳定性评价。国内外学者在进行气体钻井中井壁稳定分析时多沿用了钻井液钻井条件下的方法,即按照井壁围压达到弹性极限状态来计算坍塌压力[1-5],借用钻井液钻井坍塌压力的评估模型,按照弹性极限状态来进行应力分析并与井壁岩石的强度比较。但这些力学分析的假设条件都是岩石达到峰值强度后完全丧失承载能力[6]。然而,工程实践表明,即使井周围岩发生了破裂,但仍能够维持稳定、安全的工作[7-10]。这表明岩石不仅在破坏前承受载荷,而且破坏后仍具有一定的承载能力,岩石全应力-应变过程能更加真实地反映出岩石的承载和变形特性。但岩石全岩应力-应变模型描述过于复杂,不利于对工程问题的分析,为此,笔者结合前人经验,将岩石全应力-应变模型简化为弹性、塑性软化和残余3个线性阶段[11,12],对井壁围岩的应力状态进行分析。……
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