气体钻水平井井壁稳定多场耦合模型

气体钻水平井是一项重要的钻井提速技术,而钻进过程中由于气体对井壁支撑较弱,极易发生井壁垮塌,因此准确的井壁稳定性评估对于该项钻井作业尤其重要。为了解决气体钻水平井井壁易失稳的问题,基于传热学、弹塑性力学、岩石力学等相关理论,建立综合考虑地应力、热应力及渗流应力的气体钻水平井井周应力多场耦合模型,定量分析了各个分应力对耦合应力场的影响。结合地层坍塌破坏准则,进一步构建气体钻水平井井壁稳定模型,并利用金浅地区1口氮气钻水平井井径测井数据进行模型评估。研究结果表明:①热应力对井周耦合应力场的影响最大,地应力影响次之,渗流应力影响最小;②气体钻井井底低温会使得井壁岩石产生拉应力,引起坍塌压力降低,有利于井壁稳定;③而渗流应力会加剧井壁剪切破坏,导致坍塌压力增加。结论认为,耦合模型井径预测值与测井值的最大误差不超过6.00%,平均误差仅为1.91%,模型具有较好的预测效果。该项研究成果对于砂岩地层气体钻水平井井壁稳定性评价有一定的指导意义。

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本文档关键词:耦合,气体,模型,井壁,稳定