本文選題：滲流 + 流固耦合�。� 參考：《西安石油大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：避免井壁失穩(wěn)所造成的工程事故是油氣田工業(yè)生產(chǎn)中的一個(gè)嚴(yán)峻挑戰(zhàn),而泥頁(yè)巖井壁又常常是事故多發(fā)的一個(gè)井位段,所以掌握和了解其失穩(wěn)機(jī)理要素才能夠有目的、有針對(duì)性的進(jìn)行預(yù)防和補(bǔ)救。本文在泥頁(yè)巖流固耦合、力化耦合等方面的研究基礎(chǔ)上著重考慮了流體作用于泥頁(yè)巖井壁后對(duì)圍巖體造成的損傷破壞,并通過(guò)等效應(yīng)力原理在泥頁(yè)巖井壁流固耦合模型中引入化學(xué)場(chǎng)因素,憑借巖石物性狀態(tài)方程、流體質(zhì)量方程及動(dòng)量與能量方程建立了泥頁(yè)巖井壁流固化耦合模型。分析與研究得出:(1)在受近井壁地應(yīng)力的分布影響下泥頁(yè)巖圍巖初始缺陷會(huì)受到流體入侵造成微缺陷的損傷,通過(guò)應(yīng)力應(yīng)變的本構(gòu)關(guān)系給出泥巖圍巖在彈塑性區(qū)的損傷狀態(tài)方程。(2)采用數(shù)值模擬求解模型方程,利用有限元ANSYS軟件仿真鉆開泥巖地層時(shí)地層隨地應(yīng)力的分布影響,結(jié)果表明地層鉆開的瞬間,受最大最小地應(yīng)力的影響井壁圍巖體發(fā)生變形位移,其變形位移大小與方向受地應(yīng)力分布的影響。(3)考慮流體作用于泥頁(yè)巖圍巖所帶來(lái)的損傷時(shí),本文依據(jù)FLUENT軟件進(jìn)行流體入侵泥巖圍巖的仿真模擬,結(jié)果表明流體在井壁附近地層應(yīng)力較小處對(duì)泥巖的損傷破壞較為嚴(yán)重,其嚴(yán)重程度受流體壓力和地應(yīng)力分布的影響。(4)表征流體特性對(duì)泥巖的損傷破壞情況,分別用不同流體飽和過(guò)后的泥巖試件作力學(xué)實(shí)驗(yàn)分析,實(shí)驗(yàn)結(jié)果得出泥巖的抗拉抗壓強(qiáng)度特性發(fā)生變小變?nèi)醅F(xiàn)象,其彈性模量、內(nèi)摩擦角、粘聚力等力學(xué)參數(shù)值也出現(xiàn)不同程度的降低。就本實(shí)驗(yàn)而言,鉆井液作用后泥巖試件的強(qiáng)度特性變化較為明顯。
[Abstract]:To avoid engineering accidents caused by wellbore instability is a severe challenge in oil and gas field industrial production, and mud shale wellbore is often a section where accidents occur frequently. Therefore, it is only by mastering and understanding the elements of its instability mechanism that it can have a purpose. Prevention and remedy are carried out in a targeted manner. In this paper, based on the study of fluid-solid coupling and mechanical coupling of shale, the damage and failure of surrounding rock caused by fluid acting on shale shaft lining are considered emphatically. The chemical field factor is introduced into the fluid-solid coupling model of shale wellbore by the principle of equivalent stress. Based on the equation of state of rock physical property, fluid mass equation and momentum and energy equation, the coupling model of shale shaft wall flow solidification is established. The analysis and study show that the initial defects of shale surrounding rock will be damaged by fluid intrusion under the influence of near wellbore stress distribution. Through the constitutive relation of stress and strain, the damage state equation of mudstone surrounding rock in elastic-plastic zone is given. The model equation is solved by numerical simulation, and the distribution of stratum with ground stress is simulated by finite element ANSYS software. The results show that the deformation and displacement of wall rock mass is affected by the maximum and minimum in-situ stress, and the deformation displacement is affected by the distribution of in-situ stress at the moment of drilling, and the damage caused by fluid acting on the surrounding rock of shale is considered. Based on fluent software, the simulation of fluid intrusion into mudstone surrounding rock is carried out. The results show that the fluid damage to mudstone is more serious when the formation stress is small near the shaft wall. Its severity is affected by the distribution of fluid pressure and in-situ stress. The damage and failure of mudstone caused by fluid characteristics are characterized. The mechanical experiments of mudstone specimens after different fluid saturation are carried out. The experimental results show that the tensile and compressive strength of mudstone becomes smaller and weaker, and the mechanical parameters such as modulus of elasticity, angle of internal friction and cohesion also decrease to some extent. As far as this experiment is concerned, the strength characteristic of mudstone specimen changes obviously after drilling fluid action.
【學(xué)位授予單位】：西安石油大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TE21

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 雷又層;向興金;;泥頁(yè)巖分類簡(jiǎn)述[J];鉆井液與完井液;2007年02期

2 徐加放,邱正松,王瑞和,馮京海,陳永浩;泥頁(yè)巖水化應(yīng)力經(jīng)驗(yàn)公式的推導(dǎo)與計(jì)算[J];石油鉆探技術(shù);2003年02期

3 和冰;;泥頁(yè)巖水化試驗(yàn)研究[J];斷塊油氣田;2008年04期

4 折海成;劉斌;華帥;張曉健;;裂縫吸水對(duì)泥頁(yè)巖強(qiáng)度的影響[J];遼寧化工;2010年08期

5 吳超;羅健生;田榮劍;劉剛;李懷科;張興來(lái);;泥頁(yè)巖水化對(duì)巖石力學(xué)參數(shù)的影響[J];石油天然氣學(xué)報(bào);2012年04期

6 王怡;劉修善;曾義金;光新軍;;泥頁(yè)巖綜合分類方法探索[J];鉆井液與完井液;2014年04期

7 鄧金根;郭東旭;周建良;劉書杰;;泥頁(yè)巖井壁應(yīng)力的力學(xué)-化學(xué)耦合計(jì)算模式及數(shù)值求解方法[J];巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào);2003年S1期

8 張巖;向興金;鄢捷年;吳彬;趙磊;;泥頁(yè)巖膜效率測(cè)定儀的研制[J];石油鉆采工藝;2010年S1期

9 李海旭;李皋;劉厚彬;曹獻(xiàn)平;徐力群;馮青;巴碩;;泥頁(yè)巖水化對(duì)巖石力學(xué)強(qiáng)度的影響[J];重慶科技學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2013年05期

10 林永學(xué)，楊志敏;塔東北地區(qū)泥頁(yè)巖原始特征描述方法及應(yīng)用研究[J];石油鉆探技術(shù);1994年01期

相關(guān)會(huì)議論文 前1條

1 張峰;程遠(yuǎn)方;趙益忠;王京印;;多場(chǎng)耦合作用下泥頁(yè)巖井壁坍塌周期分析[A];第二十屆全國(guó)水動(dòng)力學(xué)研討會(huì)文集[C];2007年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前4條

1 王萍;泥頁(yè)巖井壁水化損傷的蠕變失穩(wěn)力學(xué)研究[D];西北工業(yè)大學(xué);2015年

2 孟英峰;泥頁(yè)巖水化反應(yīng)的系統(tǒng)仿真技術(shù)及其在油氣田開發(fā)領(lǐng)域中的應(yīng)用[D];西南石油學(xué)院;2002年

3 鄧虎;裂縫性泥頁(yè)巖的水化穩(wěn)定性研究及其應(yīng)用[D];西南石油學(xué)院;2004年

4 王京印;泥頁(yè)巖井壁穩(wěn)定性力學(xué)化學(xué)耦合模型研究[D];中國(guó)石油大學(xué);2007年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 肖江;滲流作用下泥頁(yè)巖井壁損傷失穩(wěn)研究[D];西安石油大學(xué);2017年

2 陳西磊;鄂西渝東泥頁(yè)巖力學(xué)性能研究[D];西南科技大學(xué);2015年

3 鄒杰;煤系泥頁(yè)巖力—化耦合特性及其孔壁穩(wěn)定性研究[D];成都理工大學(xué);2015年

4 孫變變;利津洼陷沙三-沙四段泥頁(yè)巖沉積微相研究[D];中國(guó)石油大學(xué)(華東);2014年

5 孫怡;羅家地區(qū)泥頁(yè)巖層封堵型鉆井液體系的研究[D];中國(guó)石油大學(xué)(華東);2014年

6 勐睿;工程測(cè)井在泥頁(yè)巖井壁穩(wěn)定評(píng)價(jià)中的應(yīng)用[D];西南石油大學(xué);2017年

7 王劍;泥頁(yè)巖的水化穩(wěn)定性研究[D];西安石油大學(xué);2012年

8 覃園圓;泥頁(yè)巖水化對(duì)井壁穩(wěn)定性影響研究[D];西安石油大學(xué);2014年

9 孔德虎;泥頁(yè)巖水化對(duì)井壁穩(wěn)定的影響規(guī)律研究[D];東北石油大學(xué);2010年

10 折海成;基于損傷力學(xué)理論的泥頁(yè)巖井壁穩(wěn)定性研究[D];西安石油大學(xué);2011年

，

本文編號(hào)：2002498