气井钻井中空气锤破碎岩石的3D模拟

• 作者: 严敏（审校） 孙长健（编译）
• 来源期刊: 能源科学进展
• 学科: 工学
• 关键词: 3D模拟 冲击钻井 岩石破裂
• 年，卷（期）: 2007,（3）
• 页码范围: 28-36
• 页数: 9页
• 分类号: TE246

摘要

自20世纪80年代起，加拿大西部和美国中部就已在气井钻井中使用空气锤。现场试验证明：在气井钻井时使用空气锤能有效改进钻井速率、井身结构、降低每英尺进尺的成本等等。然而，不同地层获得结果的不一致、操作的危险性、经济的不确定性都妨碍了空气锤的使用和发展。 为了进一步了解空气锤钻井的物理过程和预测它的钻井性能，本文设计出空气锤钻井的3D数值模拟进行了研究，该数值模拟主要有以下几个特点：模拟岩石结构性能的弹塑性材质模型、模拟因环形空气锤冲击而产生岩石力度衰减和损坏积聚的岩石损坏模型、岩石初次破碎时多个破碎参数指标以及岩石能量耗散和非反射性边界的岩石动态特性变化。这一数值模拟是通过一系列的冲击测试结果来做进一步校正的。 这种模拟描述了钻井过程中岩石是如何变化的，包括岩石内部的压力传送、岩石变形和损坏的发展及其破碎的产生。它能预测出不同的空气锤冲击力和不同地层特性下的钻井速率。岩石破碎纪录显示：空气锤钻井时侵入性的张性破碎可能是导致岩石破碎的主要原因，其次是压缩性破碎或者剪切性破碎。 这些研究推动了空气锤钻井的模拟技术，并强化了其所涉及物理学基本问题的理解。更重要的是，这一模拟装置能作为一种新的工具对空气锤性能做出更多的预测。

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	严敏（审校）	西南石油大学研究生院	3	0	0.0	0.0
2	孙长健（编译）	西南石油大学研究生院	2	0	0.0	0.0