热力射流温度场及温度应力数值模拟研究

• 作者: 匡生平 熊继有 王国华 谭军 韩进强
• 来源期刊: 西南石油大学学报（自然科学版）
• 学科: 工学
• 关键词: 钻井 热力射流 热裂解 温度场 温度应力
• 年，卷（期）: 2019,（3）
• 所属期刊栏目: 石油与天然气工程
• 页码范围: 143-150
• 页数: 8页
• 分类号: TE248
• 字数: 3322字
• 语种: 中文
• DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2019.03.15.01

摘要

热力射流破岩技术是指利用高温介质诸如超临界水对岩石进行快速局部加热达到破碎岩石的目的.由于岩石基质热导率很低,因此会在岩石表面形成温度应力.当温度应力超过岩石的强度,会在岩石内部形成微裂缝,且裂缝不断扩展最终使得岩石表面发生热裂解,热裂解作用导致岩石表面从本体脱落从而使得岩石破碎.基于热-固耦合理论建立了热裂解钻井模型,利用Crank-Nicolson差分方法求解得到了热裂解过程中井底岩石温度场和温度应力的分布规律.结果 表明,在热裂解钻井过程中,岩石受热部分温度迅速升高,在径向和轴向方向上产生温度梯度;受热部分体积膨胀在径向方向上受到压应力作用,在轴向方向上发生屈曲,受到剪应力作用.研究成果对热裂解钻井的现场应用具有十分重要的指导意义.