TM耦合下科钻深井结晶岩井壁失稳力学响应规律

• 作者: 王李昌 朱自强 雷家蔚 张绍和 隆威 舒彪
• 来源期刊: 中南大学学报（自然科学版）
• 学科: 地球科学
• 关键词: 结晶岩 热力耦合 坍塌压力 破裂压力 安全密度窗口
• 年，卷（期）: 2021,（2）
• 所属期刊栏目: 地质工程? 土木工程
• 页码范围: 465-477
• 页数: 13页
• 分类号: P642.3
• 语种: 中文
• DOI: 10.11817/j.issn.1672-7207.2021.02.015

摘要

依据热力(thermo-mechano,TM)耦合影响下坍塌和破裂压力计算模型,探讨8000 m科钻深井处结晶岩井壁失稳规律.在温度为260℃、应力为200 MPa时,采用Mohr-Coulomb破坏准则和最大拉应力理论,通过力学推导和MATLAB编程运算求解坍塌、破裂压力演化模型;揭示TM耦合下井壁失稳的力学响应规律,得出钻井液安全密度窗口,以便为井眼轨迹设计和钻井液优选提供指导.研究结果表明:当井眼轨迹沿最大或最小水平地应力方向钻井时,井壁在最小水平地应力方向最易坍塌,在最大水平地应力方向最易破裂;坍塌、破裂压力在一定深度的井壁上呈周期性规律分布,最易破坏点随着井斜角、方位角的变化而变化;热效应对井壁破裂压力的影响明显,钻井液循环改变了安全密度窗口大小;钻井液安全密度窗口可为井眼轨迹设计和钻井液优选提供指导.