多因素耦合条件下煤层井壁稳定性分析模型

来源 :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 | 被引量 : 0次 | 上传用户:kuwowangzhen111
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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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