針對(duì)煤巖、頁(yè)巖等巖石具有彈塑性這一特性,考慮巖石非線性硬化與軟化變形,并耦合工作液滲濾作用,沿井筒徑向方向?qū)⒌貙臃譃樗苄攒浕�、塑性硬化和彈性區(qū),根據(jù)彈性區(qū)與塑性區(qū)交界處應(yīng)力連續(xù)的特點(diǎn),建立了耦合工作液滲濾和巖石非線性硬化與軟化變形的井壁應(yīng)力場(chǎng)模型。分析表明,塑性區(qū)大小與井眼流體壓力、泊松比和地層初始孔隙流體壓力呈正相關(guān)關(guān)系,與巖石強(qiáng)度呈負(fù)相關(guān)關(guān)系。與彈性狀態(tài)相比,巖石塑性變形降低了井眼應(yīng)力集中效應(yīng),巖石塑性變形對(duì)井周徑向應(yīng)力影響較小,但會(huì)使井周周向應(yīng)力增加。 

【文章來源】：西南石油大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2020,42(05)北大核心CSCD

【文章頁(yè)數(shù)】：10 頁(yè)

【部分圖文】：

圖１井眼受力分析圖??Ｆｉｇ．?１?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｏｆ?ｓｔｒｅｓｓ?ａｒｏｕｎｄ?ｔｈｅ?ｂｏｒｅｈｏｌｅ??

１－ｖ）??因此，考慮滲濾作用耦合孔隙壓力條件下的彈??性ＫＪＥ力場(chǎng)為??ｒ＞２?＼?ｐ２??＼?，?Ｋｓ??ｃｒ〇??＋?７１＾?＋??（１?－?２ｕ）（ｐｗ?－?ｐｓ）??＾２（１－ｖ）＾??（１?－?２ｖ）（ｐｖ／?－?ｐｓ）??＾２（１－ｙ）＾??１?＋??ｆｒｗ＇??ｆｒｗ＇??（３１）??２．２塑性區(qū)應(yīng)力場(chǎng)??２．２．１座力平衡方程??假設(shè)弁周巖石為巖石力學(xué)性質(zhì)各向同性：的連續(xù)??介質(zhì)，考慮其滲透性。圍巖中取一微分體，其應(yīng)力??狀態(tài)如圖２所示??（ｏ＇ｒ?＋?｜?｛ｒ?＋?ｄｒ）?ｄ９?－?ｃｒｒｒｄ＆?＋?ｉ?ｃｒｒ＾?＋?ｄｒ?ｃｏｓ?？??＼?ｏｒ?ｊ?＼?〇０?ｊ?２??ｃｒｒｄｄｒ?ｃｏｓ?＾?－?ｃｒｅｄｒｓｉｎ?－［ｅｒｅ?＋?ｄｒ?ｓｉｎ?＾?＋?＾ｐ－ｒｄｒｄｄ?＝?０??２?２?＼?〇０?ｊ?２?ｄｒ??圖２微分體應(yīng)力狀態(tài)??Ｆｉｇ．?２?Ｓｔｒｅｓｓ?ｓｔａｔｅ?ｏｆ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ?ｂｏｄｙ??由應(yīng)力平衡條件，有??ｄ６＞??（３２）??（?ｄ（ｒｅＡ〇＼Ａ?ｄ６＞??＼ｃｒｇ＋—ｄｅｄｒｃ〇Ｓ－??ｃｒ，ｄｒｃｏｓ?ｙ?＋?［ａｒ０?＋?ｄｒ?ｓｉｎ?ｙ?＋??〇－ｒｅｄｒ?ｓｉｎ?＾?＋?（ｃｒｒｅ?＋?）?（ｒ?＋?ｄｒ）?ｄＯ?－?〇－ｒｅｒｄ０?＋?＾ｊ＾－ｒｄｒｄＯ?＝?０??２?＼?ｏｒ?ａ６??由于舶非常小，因此??．ｄＯ?ｄＯ??ｓｉｎ?—?＾?—??２?２??ｄ〇?＾??ｃｏｓ?—?￣?１??２??（３４）??應(yīng)力平衡方程??ｄｏ￣ｒ?ｄｐ?ｃｒＹ?－?ｃｔｑ??ｄｒ?ｄｒ?ｒ??０??（３３

第５期??李小剛，等：考慮巖石彈塑性變形的井周應(yīng)力場(chǎng)計(jì)算模型研究??１３９??０．５?■?＿＊一塑性硬化區(qū)??塑性軟化區(qū)??０??１?１?＇??３５?４０?４５?５０??井眼流體壓力／ＭＰａ??圖３井眼流體壓力對(duì)塑性區(qū)范圍影響??Ｆｉｇ．?３?Ｔｈｅ?ｅｆｆｅｃｔｓ?ｏｆ?ｗｅｌｌｂｏｒｅ?ｆｌｕｉｄ?ｐｒｅｓｓｕｒｅ?ｏｎ?ｔｈｅ?ｐｌａｓｔｉｃ?ｚｏｎｅ??３．１．２巖石強(qiáng)度對(duì)塑性區(qū)范圍影響分析??將表２中的參數(shù)代人本文建立．的模型，得到塑??性區(qū)范圍隨巖石強(qiáng)度的變化關(guān)系，如４所示。從??圖４可知，相同條件下，巖石強(qiáng)度越大，塑性硬化區(qū)??半徑和塑性軟化區(qū)半徑都越小，即塑性區(qū)越�。杏�??此可知，巖石強(qiáng)度越小，越容易發(fā)生塑性變形。??表２巖體強(qiáng)度對(duì)塑性區(qū)范圍影響分析計(jì)算參數(shù)??Ｔａｂ．?２?Ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ?ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ?ｆｏｒ?ｔｈｅ?ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ?ｏｆ?ｒｏｃｋ?ｓｔｒｅｎｇｔｈ??ｏｎ?ｔｈｅ?ｒａｎｇｅ?ｏｆ?ｐｌａｓｔｉｃ?ｚｏｎｅ??ｒｊｍ??ｃｒｈ／ＭＰａ??／７ｗ／ＭＰａ??／７ｓ／ＭＰａ??ｅｓ／無因次??ｅ。／無因次??ｉＶ無因次??４００??２０??４２??１０??０．０１??０．０２??０．２５??圖４巖石強(qiáng)度對(duì)塑性區(qū)范圍影響??Ｆｉｇ．?４?Ｔｈｅ?ｅｆｆｅｃｔｓ?ｏｆ?ｒｏｃｋ?ｓｔｒｅｎｇｔｈ?ｏｎ?ｔｈｅ?ｐｌａｓｔｉｃ?ｚｏｎｅ??３．１．３泊松比對(duì)塑性１：范圍影響分析??將表：３中的參數(shù)代人本文所：建立＝的模塑，得到??塑性區(qū)范圍隨泊松比的變化關(guān)系，如圖５所Ｓｉ從??圖５可知，相同條件下，泊松比越大，塑性硬化區(qū)半??徑和塑性軟化區(qū)半徑都越大

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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