【摘 要】
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煤岩割理、裂隙发育,宏观上表现为强度低、脆性大、各向异性及非均质性显著,使得在煤层中钻井时井壁容易坍塌失稳,导致各种井下复杂事故,严重影响煤层气开发效率和经济性.针对煤岩的力学与渗流特性,综合考虑煤岩受力变形、损伤破坏与钻井液滤液侵入等多因素耦合条件,建立基于应力—渗流耦合的煤层井壁稳定性数值分析模型,采用弹性—应变软化—塑性模型表征煤岩的力学行为,更加准确地计算井周煤岩损伤破坏区域的尺寸与形状.
【机 构】
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中国石油大学(北京)石油工程学院 中国石油大学(北京)石油工程学院;油气钻井技术国家工程实验室
【出 处】
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2014年油气钻井基础理论研究与前沿技术开发新进展学术研讨会
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煤岩割理、裂隙发育,宏观上表现为强度低、脆性大、各向异性及非均质性显著,使得在煤层中钻井时井壁容易坍塌失稳,导致各种井下复杂事故,严重影响煤层气开发效率和经济性.针对煤岩的力学与渗流特性,综合考虑煤岩受力变形、损伤破坏与钻井液滤液侵入等多因素耦合条件,建立基于应力—渗流耦合的煤层井壁稳定性数值分析模型,采用弹性—应变软化—塑性模型表征煤岩的力学行为,更加准确地计算井周煤岩损伤破坏区域的尺寸与形状.利用所发展的模型,结合实例,分析了钻井液密度、井壁封堵情况以及煤岩非均质性等因素对于煤层井壁稳定性的影响.结果表明本文所发展的模型能够较好地计算煤岩的损伤破坏.参数研究结果表明,在井壁封堵良好的情况下,提高钻井液密度有利于稳定井壁,否则,钻井液滤液侵入地层将加剧煤层井壁坍塌失稳,此时提高钻井液密度可能反而不利于井壁稳定.另外,煤层非均质对于煤层井壁稳定具有一定的影响,进行井壁稳定性分析时需加以考虑.
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