本文選題：頁巖儲層 + 力學(xué)各向異性�。� 參考：《應(yīng)用數(shù)學(xué)和力學(xué)》2017年03期

【摘要】：為揭示層理頁巖強(qiáng)度各向異性對水平井井壁坍塌壓力的影響規(guī)律,對取自四川盆地龍馬溪組頁巖鉆井不同層理角度的巖芯,通過巖芯觀測、偏光顯微鏡、掃描電鏡試驗(yàn)分別從宏觀和微觀角度研究了頁巖層理特征,并基于單軸抗壓強(qiáng)度研究了頁巖強(qiáng)度各向異性特征.層理結(jié)構(gòu)發(fā)育導(dǎo)致頁巖呈現(xiàn)出顯著的各向異性特征,粗略地將頁巖視為各向同性體及簡單采用Mohr-Coulomb準(zhǔn)則作為破壞判據(jù),使得預(yù)測的維持井壁穩(wěn)定的坍塌壓力不能滿足安全鉆井的需要.該文在研究層理地層巖石力學(xué)特性的基礎(chǔ)上,采用橫觀各向同性地層井周應(yīng)力分析模型,研究了彈性模量及地應(yīng)力各向異性比對井周應(yīng)力的影響;并結(jié)合考慮中間主應(yīng)力的Mogi-Coulomb判據(jù),分析了井壁坍塌壓力對彈性模量E和Poisson(泊松)比ν各向異性比值變化的敏感性.實(shí)例分析結(jié)果表明:彈性模量和水平地應(yīng)力各向異性比值的變化會對井周應(yīng)力產(chǎn)生較大影響;Poisson比各向異性對井壁坍塌壓力沒有明顯影響,而彈性模量比值的變化對井壁坍塌壓力影響較大;橫觀各向同性地層中井壁坍塌壓力與儲層水平和垂直方向的硬脆性強(qiáng)弱關(guān)系有關(guān),彈性力學(xué)參數(shù)各向異性既有可能利于井壁穩(wěn)定,也可能更易導(dǎo)致井壁的剪切破壞;在實(shí)際工程中應(yīng)根據(jù)儲層巖石水平和垂直方向的硬脆性強(qiáng)弱關(guān)系,確定安全鉆井液密度窗口.該結(jié)果對現(xiàn)場施工具有很好的指導(dǎo)意義.
[Abstract]:In order to reveal the influence of anisotropy of shale strength on the collapse pressure of horizontal well wall, the core of shale drilling in Longmaxi formation, Sichuan Basin, with different bedding angles, was observed by core and polarized light microscope was used. The shale bedding characteristics were studied by scanning electron microscope (SEM) from macroscopic and microscopic angles, and the anisotropy of shale strength was studied based on uniaxial compressive strength. The development of bedding structure leads to the shale showing obvious anisotropic characteristics. Shale is roughly regarded as isotropic and the Mohr-Coulomb criterion is simply used as the failure criterion. The predicted collapse pressure to maintain the stability of wellbore can not meet the need of safe drilling. Based on the study of the rock mechanical properties of stratified strata, the influence of the ratio of elastic modulus and in-situ stress anisotropy on the stress around the well is studied by using the stress analysis model of transversely isotropic formation. Based on the Mogi-Coulomb criterion considering the intermediate principal stress, the sensitivity of collapse pressure to the variation of elastic modulus E and Poisson ratio v anisotropy ratio is analyzed. The results of practical analysis show that the variation of elastic modulus and horizontal anisotropic ratio of in-situ stress will have a great influence on the stress around the well. The Poisson ratio anisotropy has no obvious effect on the collapse pressure of wellbore. However, the variation of elastic modulus ratio has a great influence on the wellbore collapse pressure, and the sidewall collapse pressure in transversely isotropic formation is related to the hardness and brittleness of the reservoir in the horizontal and vertical directions. The anisotropy of elastic mechanical parameters may not only benefit the stability of wellbore, but also lead to shear failure of wellbore more easily. In practical engineering, the safe drilling fluid density window should be determined according to the relationship of hard brittleness in horizontal and vertical direction of reservoir rock. The results are of great significance for site construction.
【作者單位】： 油氣藏地質(zhì)及開發(fā)工程國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(西南石油大學(xué));西南石油大學(xué);
【基金】：國家自然科學(xué)基金石油化工聯(lián)合基金重點(diǎn)支持項目(U1262209);國家自然科學(xué)基金(51274172) 四川省應(yīng)用基礎(chǔ)研究計劃項目(2014JY0092)~~
【分類號】：TE243

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本文編號：1785763