幸雪松， 周长所， 曹文科

(1. 中海油研究总院有限责任公司， 北京 100028； 2. 常州大学 石油工程学院， 江苏 常州 213164)

油气井钻井过程中，因钻开的孔眼打破了原有的地应力场平衡，不合理的钻井液密度会引发井筒失稳，失稳形式包括井壁剪切破坏造成的坍塌和拉伸破坏导致的漏失，从而引起钻井过程中的阻卡、漏失等复杂问题，给钻井作业及后续的固井、完井作业带来较大的风险[1-2]。针对井周围岩剪切破坏状态的分析，通常是根据弹性力学理论求解井周应力，然后运用强度准则依据井周应力状态进行判断，或者是使用理想弹塑性理论对井周失稳区域进行分析[3-5]。实际上岩石材料达到峰值强度后具有应变软化的特征[6-11]，岩石软化后强度由峰值强度降为残余强度，因而充分考虑岩石应变软化特征的井筒稳定性分析才更具合理性。目前，对于应变软化力学行为的表征通常有两种方法：一种是基于应变局部化理论[12-15]，认为岩石的软化过程实质是局部岩石发生屈服，最终形成的是局部化屈服带，该理论虽然严谨，但计算过程较为复杂；另一种认为材料变形为整体变形，岩石屈服后为整体的破坏[16-18]，该理论是基于经典弹塑性力学，本文即采用此理论进行井筒稳定性的分析。

本文首先开展岩石力学三轴压缩实验，获得岩样的全应力-应变曲线，进而结合Mohr-Coulumb屈服准则获得岩样塑性变形过程的强度参数，并结合数值模拟软件进行参数验证，最后运用该强度参数进行了井筒稳定性分析，同时将应变软化模型与理想弹塑性模型进行对比，分析岩石应变软化特征对井筒稳定性的影响规律。……