石油学报
石油學報
석유학보
ACTA PETROLEI SINICA
2011年
2期
329-334
,共6页
李士斌%窦同伟%董德仁%张海军%王敏%刘天恩
李士斌%竇同偉%董德仁%張海軍%王敏%劉天恩
리사빈%두동위%동덕인%장해군%왕민%류천은
欠平衡钻井%流-固-热三场全耦合%井底岩石应力状态%有限单元法%数值模拟
欠平衡鑽井%流-固-熱三場全耦閤%井底巖石應力狀態%有限單元法%數值模擬
흠평형찬정%류-고-열삼장전우합%정저암석응력상태%유한단원법%수치모의
欠平衡钻井较常规钻井钻速高,这与其井底待破碎岩石所处的应力状态有着密不可分的关系,而井底岩石的应力状态受地层孔隙压力和温度的共同影响.基于流—固—热三场全耦合基本理论,根据欠平衡钻井中井底待破碎岩石所处的实际状态,对耦合控制方程加以简化,结合与井底岩石应力状态分析相适应的边界条件,利用有限单元法研究了欠平衡钻井过程中地层孔隙压力和地层温度对井底岩石应力状态的影响机理.研究结果表明,随着钻井液液柱压力和井底岩石温度的降低,井底岩石的各个主应力均在减小,降低程度与压差和温差有关:压差和温差越大,井底岩石的各个主应力减小幅度越大.降低速率与岩石渗透率和热传导率有关,渗透率和热传导率越大,井底岩石的各个主应力变化越快,地层孔隙压力辅助破岩的效率越低.
欠平衡鑽井較常規鑽井鑽速高,這與其井底待破碎巖石所處的應力狀態有著密不可分的關繫,而井底巖石的應力狀態受地層孔隙壓力和溫度的共同影響.基于流—固—熱三場全耦閤基本理論,根據欠平衡鑽井中井底待破碎巖石所處的實際狀態,對耦閤控製方程加以簡化,結閤與井底巖石應力狀態分析相適應的邊界條件,利用有限單元法研究瞭欠平衡鑽井過程中地層孔隙壓力和地層溫度對井底巖石應力狀態的影響機理.研究結果錶明,隨著鑽井液液柱壓力和井底巖石溫度的降低,井底巖石的各箇主應力均在減小,降低程度與壓差和溫差有關:壓差和溫差越大,井底巖石的各箇主應力減小幅度越大.降低速率與巖石滲透率和熱傳導率有關,滲透率和熱傳導率越大,井底巖石的各箇主應力變化越快,地層孔隙壓力輔助破巖的效率越低.
흠평형찬정교상규찬정찬속고,저여기정저대파쇄암석소처적응력상태유착밀불가분적관계,이정저암석적응력상태수지층공극압력화온도적공동영향.기우류—고—열삼장전우합기본이론,근거흠평형찬정중정저대파쇄암석소처적실제상태,대우합공제방정가이간화,결합여정저암석응력상태분석상괄응적변계조건,이용유한단원법연구료흠평형찬정과정중지층공극압력화지층온도대정저암석응력상태적영향궤리.연구결과표명,수착찬정액액주압력화정저암석온도적강저,정저암석적각개주응력균재감소,강저정도여압차화온차유관:압차화온차월대,정저암석적각개주응력감소폭도월대.강저속솔여암석삼투솔화열전도솔유관,삼투솔화열전도솔월대,정저암석적각개주응력변화월쾌,지층공극압력보조파암적효솔월저.
