《井周应力与井壁失稳》由会员分享，可在线阅读，更多相关《井周应力与井壁失稳（61页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、石油工程石油工程岩石力学岩石力学Petroleum Engineering Rock Mechanics 井周应力与井壁失稳井周应力与井壁失稳Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.1内容提要内容提要o井眼周围应力状态o泥页岩水化坍塌问题o层理性地层井壁稳定性问题o流变性地层井壁稳定性问题Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Clien
2、t Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.2一、井眼周围地层应力状态一、井眼周围地层应力状态o意义？意义？n井壁稳定性分析及安全泥浆密度窗口井壁稳定性分析及安全泥浆密度窗口的确定基础的确定基础n出砂预测研究的基础出砂预测研究的基础nEvaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.3o假设条件：假设条件：n地层均质各向同性地层均质各向同性n线形弹性，小变形
3、线形弹性，小变形n轴向轴向平面应力或平面应变平面应力或平面应变一、井眼周围地层应力状态一、井眼周围地层应力状态三维问题转化为二维问题三维问题转化为二维问题Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.4直井直井井眼周围地层应力状态井眼周围地层应力状态 h二维平面应变模型二维平面应变模型 rEvaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client P
4、rofile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.5直井直井井眼周围地层应力状态井眼周围地层应力状态依据线弹性、小变形应力叠加原理对井眼受依据线弹性、小变形应力叠加原理对井眼受力进行分解力进行分解请回忆弹性基础中厚壁筒及小孔应力集中请回忆弹性基础中厚壁筒及小孔应力集中Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.6o由钻井液柱压力由钻井液柱压力P P引起的应力引起的
5、应力 直井直井井眼周围地层应力状态井眼周围地层应力状态无剪应力，只与井眼半径无剪应力，只与井眼半径R R和地层的矢径和地层的矢径r r有关有关Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.7直井直井井眼周围地层应力状态井眼周围地层应力状态由水平最大地应力由水平最大地应力 所引起的井周应力分布所引起的井周应力分布Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3
6、.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.8直井直井井眼周围地层应力状态井眼周围地层应力状态由水平最小地应力由水平最小地应力 所引起的井周应力分布所引起的井周应力分布Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.9直井直井井眼周围地层应力状态井眼周围地层应力状态钻井液渗流效应钻井液渗流效应Evaluation only.Created
7、with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.10直井直井井眼周围地层应力状态井眼周围地层应力状态Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.11直井直井井眼周围地层应力状态井眼周围地层应力状态井壁应力状态：井壁应力状态：Evaluation only.Created with A
8、spose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.12直井井眼周围地层应力状态直井井眼周围地层应力状态直井井眼周围应力分布的特点是什么？直井井眼周围应力分布的特点是什么？Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.13Evaluation only.Created with Aspose.Slid
9、es for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.14Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.15Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pt
10、y Ltd.16Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.17利用水力压裂试验数据计算地应力：利用水力压裂试验数据计算地应力：Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.18坍塌压力、破裂压力坍塌压力、破裂压力Evaluation
11、 only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.19定向井井周地层应力状态定向井井周地层应力状态Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.20东营组地层斜井井壁稳定性分析 最大水平地应力方位：井壁坍塌风险最高坍塌压力随井斜方位的变化Evaluation
12、only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.21东营组地层斜井井壁稳定性分析最大水平地应力方位：井壁破裂风险最高破裂压力随井斜方位的变化Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.22安全泥浆密度窗口安全泥浆密度窗口Evaluation only.Cre
13、ated with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.23变质岩地层裸眼完井井壁稳定性分析 244.5mm244.5mm244.5mm244.5mm套管以下太古界地层存在低套管以下太古界地层存在低套管以下太古界地层存在低套管以下太古界地层存在低强度砂岩地层，即使是钻井过程中强度砂岩地层，即使是钻井过程中强度砂岩地层，即使是钻井过程中强度砂岩地层，即使是钻井过程中也需较高的泥浆密度来维持井壁稳也需较高的泥浆密度来维持井壁稳也需较高的泥浆密度来维持井壁稳也需较高的
14、泥浆密度来维持井壁稳定，预实现裸眼完井开采，应调整定，预实现裸眼完井开采，应调整定，预实现裸眼完井开采，应调整定，预实现裸眼完井开采，应调整套管下入深度套管下入深度套管下入深度套管下入深度Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.24oo井壁失稳机理研究的基本力学方法：井壁失稳机理研究的基本力学方法：井壁失稳机理研究的基本力学方法：井壁失稳机理研究的基本力学方法：oo以孔隙弹塑性力学为基础的均质地层井壁稳定性分
15、析理以孔隙弹塑性力学为基础的均质地层井壁稳定性分析理以孔隙弹塑性力学为基础的均质地层井壁稳定性分析理以孔隙弹塑性力学为基础的均质地层井壁稳定性分析理论和计算方法基本成熟论和计算方法基本成熟论和计算方法基本成熟论和计算方法基本成熟地应力地应力本构模型本构模型给定的泥浆密度给定的泥浆密度井周应力应变井周应力应变破坏准则破坏准则提高泥浆密度提高泥浆密度结束结束稳定稳定失稳失稳Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.
16、25泥页岩水化坍塌问题泥页岩水化坍塌问题Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.26不同泥浆体系不同泥浆体系下泥岩吸水特下泥岩吸水特性性不同泥浆体系不同泥浆体系不同泥浆体系不同泥浆体系下泥岩膨胀特下泥岩膨胀特下泥岩膨胀特下泥岩膨胀特性性性性Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyrig
17、ht 2004-2011 Aspose Pty Ltd.27含水量对泊松比的影响含水量对泊松比的影响含水量对内摩擦角的影响含水量对内摩擦角的影响含水量对粘聚力的影响含水量对粘聚力的影响含水量对弹性模量的影响含水量对弹性模量的影响Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.28改进的聚璜泥浆改进的聚璜泥浆硅酸盐泥浆硅酸盐泥浆Evaluation only.Created with Aspose.Slides for
18、 .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.29oo具有显著具有显著具有显著具有显著“结构性（层理、裂缝）结构性（层理、裂缝）结构性（层理、裂缝）结构性（层理、裂缝）”的泥页岩地层井壁的泥页岩地层井壁的泥页岩地层井壁的泥页岩地层井壁失稳问题难以像均质地层一样通过提高钻井液密度有效失稳问题难以像均质地层一样通过提高钻井液密度有效失稳问题难以像均质地层一样通过提高钻井液密度有效失稳问题难以像均质地层一样通过提高钻井液密度有效解决，是目前研究的难点（解决，是目前研究的难点（解决，是目前研究的难点（解决，是目前
19、研究的难点（CrookCrookCrookCrook，2002200220022002）Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.30o霍霍003003井安集海河井安集海河组泥页岩地层坍塌组泥页岩地层坍塌掉块掉块层理层理Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-201
20、1 Aspose Pty Ltd.31o涠西南油田群，在层理发育的涠二段、流二段泥页岩地涠西南油田群，在层理发育的涠二段、流二段泥页岩地层中钻进层中钻进定向井定向井时，井壁坍塌卡钻等井下复杂时有发生时，井壁坍塌卡钻等井下复杂时有发生涠二段泥页岩地层（泡水前）涠二段泥页岩地层（泡水前）涠二段泥页岩地层（泡水后）涠二段泥页岩地层（泡水后）Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.32涠二段泥页岩涠二段泥页岩涠二段地
21、层坍塌掉块涠二段地层坍塌掉块涠二段地层坍塌掉块涠二段地层坍塌掉块Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.33层理性地层井壁稳定性问题层理性地层井壁稳定性问题Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.34oo层理性泥页岩力学特点
22、之一：各向异性层理性泥页岩力学特点之一：各向异性层理性泥页岩力学特点之一：各向异性层理性泥页岩力学特点之一：各向异性n n试验表明，层理性泥页岩力学性质及强度具有显著各向异性，试验表明，层理性泥页岩力学性质及强度具有显著各向异性，试验表明，层理性泥页岩力学性质及强度具有显著各向异性，试验表明，层理性泥页岩力学性质及强度具有显著各向异性，若轴线与层理面的夹角在若轴线与层理面的夹角在若轴线与层理面的夹角在若轴线与层理面的夹角在20202020 30303030 之间，岩心强度与垂直层之间，岩心强度与垂直层之间，岩心强度与垂直层之间，岩心强度与垂直层理面强度相比降低了理面强度相比降低了理面强度相比降
23、低了理面强度相比降低了40%40%40%40%，平行层理面的抗拉强度低于垂直层，平行层理面的抗拉强度低于垂直层，平行层理面的抗拉强度低于垂直层，平行层理面的抗拉强度低于垂直层理面的抗拉强度（理面的抗拉强度（理面的抗拉强度（理面的抗拉强度（ChenevertChenevert，19651965） n n依据统计，只有依据统计，只有依据统计，只有依据统计，只有10101010的地层为各向同性，的地层为各向同性，的地层为各向同性，的地层为各向同性，30303030地层弹性模量各地层弹性模量各地层弹性模量各地层弹性模量各向异性比大于向异性比大于向异性比大于向异性比大于1.51.51.51.5。因此井壁
24、稳定性分析中考虑地层各向异性。因此井壁稳定性分析中考虑地层各向异性。因此井壁稳定性分析中考虑地层各向异性。因此井壁稳定性分析中考虑地层各向异性的影响更接近实际情况的（的影响更接近实际情况的（的影响更接近实际情况的（的影响更接近实际情况的（OngOng，19941994）Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.35oo层理性泥页力学特点之二：渗透性层理性泥页力学特点之二：渗透性层理性泥页力学特点之二：渗透性层理
25、性泥页力学特点之二：渗透性n n钻井液及其滤液钻井液及其滤液钻井液及其滤液钻井液及其滤液沿层理面的渗流沿层理面的渗流沿层理面的渗流沿层理面的渗流使泥页岩地层强度逐步降低是使泥页岩地层强度逐步降低是使泥页岩地层强度逐步降低是使泥页岩地层强度逐步降低是引起井下复杂的主要原因之一（引起井下复杂的主要原因之一（引起井下复杂的主要原因之一（引起井下复杂的主要原因之一（MclellanMclellan，19961996）Borehole Stability in Fissile Shale in Northeastern British Columbia Mountain RangeEvaluation
26、only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.36oo层理性泥页岩力学特点之三：层理面非线性层理性泥页岩力学特点之三：层理面非线性层理性泥页岩力学特点之三：层理面非线性层理性泥页岩力学特点之三：层理面非线性n n数值模拟研究表明：沿层理面的数值模拟研究表明：沿层理面的数值模拟研究表明：沿层理面的数值模拟研究表明：沿层理面的非线性剪切位移非线性剪切位移非线性剪切位移非线性剪切位移是造成井是造成井是造成井是造成井壁失稳的主要原因之一，层理性
27、地层井眼轨迹的优化与均壁失稳的主要原因之一，层理性地层井眼轨迹的优化与均壁失稳的主要原因之一，层理性地层井眼轨迹的优化与均壁失稳的主要原因之一，层理性地层井眼轨迹的优化与均质地层井眼轨迹的优化方案不同，必须考虑层理面因素的质地层井眼轨迹的优化方案不同，必须考虑层理面因素的质地层井眼轨迹的优化方案不同，必须考虑层理面因素的质地层井眼轨迹的优化方案不同，必须考虑层理面因素的影响（影响（影响（影响（K. YamamotoK. Yamamoto，2002200220022002） Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Clien
28、t Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.37层理性泥页岩地层强度特性层理性泥页岩地层强度特性o地层力学性质具有明显的各向异性，轴向与层理面法线夹角在地层力学性质具有明显的各向异性，轴向与层理面法线夹角在45457575度之间时强度最低，约为垂直层理面强度的度之间时强度最低，约为垂直层理面强度的1/51/51/61/6。o层理面的粘聚力、内摩擦角远低于岩石基体的粘聚力、内摩擦角，层理面的粘聚力、内摩擦角远低于岩石基体的粘聚力、内摩擦角，高倾角下的破坏多为沿层理面的剪切破坏。高倾角下的破坏多为沿层理面的剪切破坏。取心方式取心方式Ev
29、aluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.38层理性泥页岩地层渗透特性层理性泥页岩地层渗透特性试验设备试验设备试验设备试验设备平行层理面和垂直平行层理面和垂直平行层理面和垂直平行层理面和垂直层理面测试层理面测试层理面测试层理面测试层理层理层理层理面可能为高渗面面可能为高渗面面可能为高渗面面可能为高渗面Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Cl
30、ient Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.39问题的难点问题的难点考虑因素考虑因素传统模型传统模型层理性泥页岩问题层理性泥页岩问题地层本构模型地层本构模型各向同性体各向同性体各向异性体各向异性体渗流方式渗流方式DarcyDarcy渗流渗流各向异性渗流各向异性渗流渗流对强度的影响渗流对强度的影响无无有有泥页岩吸水影响强度泥页岩吸水影响强度无无沿层吸水沿层吸水层理、裂缝面层理、裂缝面无无有有复杂的力学、化学、复杂的力学、化学、水动力学水动力学耦合耦合问题问题没有解析解，必须数值求解没有解析解，必须数值求解Evaluation o
31、nly.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.40计算模型：考计算模型：考计算模型：考计算模型：考虑地层各向异虑地层各向异虑地层各向异虑地层各向异性、渗流等因性、渗流等因性、渗流等因性、渗流等因素的综合影响素的综合影响素的综合影响素的综合影响计算结果之一：计算结果之一：计算结果之一：计算结果之一：井眼周围位移场井眼周围位移场井眼周围位移场井眼周围位移场分布规律分布规律分布规律分布规律Evaluation only.Created with
32、 Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.41层理性地层井壁破坏点分析 定义层理面破坏比定义层理面破坏比最大水平地应力南最大水平地应力南北方向，破坏点最北方向，破坏点最大值不在最小地应大值不在最小地应力方位，在应用井力方位，在应用井壁崩落椭圆法确定壁崩落椭圆法确定水平地应力方位时水平地应力方位时应当引起注意应当引起注意破坏比大于破坏比大于1，失稳，失稳Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Cl
33、ient Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.42地层走向对层理性泥页岩坍塌压力的影响地层走向对层理性泥页岩坍塌压力的影响与地层倾角相比较，与地层倾角相比较，走向对坍塌压力的影走向对坍塌压力的影响较小响较小Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.43定向井井眼轨迹对坍塌压力的影响定向井井眼轨迹对坍塌压力的影响钻进定向井钻进定向井钻进定向井钻进定
34、向井最有利的井最有利的井最有利的井最有利的井斜方位范围斜方位范围斜方位范围斜方位范围o以霍尔果斯构造安集海河组高陡层理性泥页岩地层为例，地层南倾，以霍尔果斯构造安集海河组高陡层理性泥页岩地层为例，地层南倾，地层倾角地层倾角50500 0，水平最大地应力近南北走向，水平最大地应力近南北走向o以近垂直层理面的方位井斜钻定向井，使坍塌压力大幅降低，有利以近垂直层理面的方位井斜钻定向井，使坍塌压力大幅降低，有利于井壁稳定于井壁稳定Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyrigh
35、t 2004-2011 Aspose Pty Ltd.44定向井井眼轨迹对坍塌压力的影响定向井井眼轨迹对坍塌压力的影响井斜过大，坍塌井斜过大，坍塌压力迅速增高压力迅速增高近似水平层理近似水平层理o以涠以涠12-112-1北油田涠二段层北油田涠二段层理性泥页岩地层为例理性泥页岩地层为例水平最大地应力方位水平最大地应力方位N50N50 E E方位角方位角井斜角井斜角Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.45高陡
36、层理性地层井眼缩径规律研究高陡层理性地层井眼缩径规律研究 随井眼钻开时间的增随井眼钻开时间的增长，井壁最大缩径量长，井壁最大缩径量经历缓慢、快速平缓经历缓慢、快速平缓增长三个阶段增长三个阶段起钻时钻头对缩径的起钻时钻头对缩径的地层产生向上的拉力，地层产生向上的拉力，地层坍塌地层坍塌Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.46高陡层理性地层井眼缩径规律研究高陡层理性地层井眼缩径规律研究提高泥浆密度只在短期提高泥
37、浆密度只在短期内有利于控制井眼缩径内有利于控制井眼缩径井壁渗流速度越大井壁渗流速度越大井眼稳定周期越短井眼稳定周期越短Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.47计算结果之二：计算结果之二：计算结果之二：计算结果之二：井眼变形前后的井眼变形前后的井眼变形前后的井眼变形前后的对比对比对比对比计算结果之三：井眼计算结果之三：井眼计算结果之三：井眼计算结果之三：井眼最大位移量随井眼钻最大位移量随井眼钻最大位移量随井
38、眼钻最大位移量随井眼钻开时间的变化规律开时间的变化规律开时间的变化规律开时间的变化规律Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.48BP公司oo2002200220022002年，年，年，年，BP BP BP BP 美国公司在墨西哥湾遇到钻井中井壁稳美国公司在墨西哥湾遇到钻井中井壁稳美国公司在墨西哥湾遇到钻井中井壁稳美国公司在墨西哥湾遇到钻井中井壁稳定问题。定问题。定问题。定问题。oo井眼与地层层理面夹角不同（
39、井斜角不同），井壁井眼与地层层理面夹角不同（井斜角不同），井壁井眼与地层层理面夹角不同（井斜角不同），井壁井眼与地层层理面夹角不同（井斜角不同），井壁垮塌程度、垮塌岩石大小、形状不同。垮塌程度、垮塌岩石大小、形状不同。垮塌程度、垮塌岩石大小、形状不同。垮塌程度、垮塌岩石大小、形状不同。Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.49Dusseault Dusseault Dusseault Dusseault 研
40、究破碎性研究破碎性研究破碎性研究破碎性地层井壁稳定性时发现地层井壁稳定性时发现地层井壁稳定性时发现地层井壁稳定性时发现井壁是否稳定与井眼尺井壁是否稳定与井眼尺井壁是否稳定与井眼尺井壁是否稳定与井眼尺寸有关，井眼尺寸越大寸有关，井眼尺寸越大寸有关，井眼尺寸越大寸有关，井眼尺寸越大井壁越不稳定。井壁越不稳定。井壁越不稳定。井壁越不稳定。在研究在研究在研究在研究层理发育的各向异性地层理发育的各向异性地层理发育的各向异性地层理发育的各向异性地层井壁稳定性时发现井层井壁稳定性时发现井层井壁稳定性时发现井层井壁稳定性时发现井壁稳定性与井眼轴线和壁稳定性与井眼轴线和壁稳定性与井眼轴线和壁稳定性与井眼轴线和地
41、层层理面的夹角有关，地层层理面的夹角有关，地层层理面的夹角有关，地层层理面的夹角有关，认为应尽可能以垂直于认为应尽可能以垂直于认为应尽可能以垂直于认为应尽可能以垂直于层理面的方式进入地层，层理面的方式进入地层，层理面的方式进入地层，层理面的方式进入地层，才能保持井壁稳定性。才能保持井壁稳定性。才能保持井壁稳定性。才能保持井壁稳定性。裂缝发育的破碎性地层层理发育层理发育层理发育层理发育的各向异的各向异的各向异的各向异性地层性地层性地层性地层各向异性地层加拿大科学家的研究结果加拿大科学家的研究结果Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET
42、 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.50破碎性地层的稳定性的研究方法o破碎性地层的力学特性破碎性地层的力学特性n由于结构面的存在，破碎性地层的力学性质主要受结构面力学性质的影响n与完整地层相比，结构面是高渗面，必须考虑渗流影响o破碎性地层稳定性问题，没有解析解，必须进行破碎性地层稳定性问题，没有解析解，必须进行数值求解数值求解n有限元方法：节理面有限元模型（有限结构面）、当量连续体模型（多组结构面或随机结构面）n离散元方法：块体平衡理论，目前只能进行二维分析Evaluation only.Created
43、with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.51破碎性地层的失稳形式 o结构面的破坏有两类：一是沿着结构面的剪切破坏，二是垂直于结构面的破坏有两类：一是沿着结构面的剪切破坏，二是垂直于节理面的拉张破坏；支撑不够的时候发生沿着结构面的剪切破坏，节理面的拉张破坏；支撑不够的时候发生沿着结构面的剪切破坏，大块坍塌，封堵不好，无法有效遏制渗流，导致垂直于结构面的大块坍塌，封堵不好，无法有效遏制渗流，导致垂直于结构面的拉张破坏，也是大块坍塌。拉张破坏，也是大块坍塌。Ev
44、aluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.52破碎性地层井壁失稳规律的数值模拟井眼未钻开前井眼未钻开前井眼未钻开前井眼未钻开前的地层岩体模的地层岩体模的地层岩体模的地层岩体模型型型型井眼组开时井周井眼组开时井周井眼组开时井周井眼组开时井周岩体应力状态岩体应力状态岩体应力状态岩体应力状态Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Pro
45、file 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.53破碎性地层井壁失稳规律的数值模拟井眼钻开井眼钻开井眼钻开井眼钻开25252525小时后小时后小时后小时后井周岩体孔隙压力井周岩体孔隙压力井周岩体孔隙压力井周岩体孔隙压力分布规律分布规律分布规律分布规律井眼钻开井眼钻开井眼钻开井眼钻开5656小时后，小时后，小时后，小时后，井周岩体产生第一井周岩体产生第一井周岩体产生第一井周岩体产生第一块坍塌掉块块坍塌掉块块坍塌掉块块坍塌掉块Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client
46、 Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.54破碎性地层井壁失稳规律的数值模拟 井眼周围岩体的快速崩解过程坍塌发生在最大水平坍塌发生在最大水平坍塌发生在最大水平坍塌发生在最大水平地应力方位地应力方位地应力方位地应力方位Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.55流变性地层井壁稳定性问题流变性地层井壁稳定性问题Evaluation only.Crea
47、ted with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.56Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.57Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright
48、 2004-2011 Aspose Pty Ltd.58Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.59Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.60Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.61
