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复合岩盐层井眼蠕变缩径的数值模拟

曾德智 林元华 卢亚锋 朱达江 李留伟

曾德智, 林元华, 卢亚锋, 等, 2012. 复合岩盐层井眼蠕变缩径的数值模拟. 地质力学学报, 18 (2): 158-164.
引用本文: 曾德智, 林元华, 卢亚锋, 等, 2012. 复合岩盐层井眼蠕变缩径的数值模拟. 地质力学学报, 18 (2): 158-164.
ZENG De-zhi, LIN Yuan-hua, LU Ya-feng, et al., 2012. NUMERICAL SIMULATION OF HOLE CREEP SHRINKAGE FOR COMPOSITE ROCK SALT LAYERS. Journal of Geomechanics, 18 (2): 158-164.
Citation: ZENG De-zhi, LIN Yuan-hua, LU Ya-feng, et al., 2012. NUMERICAL SIMULATION OF HOLE CREEP SHRINKAGE FOR COMPOSITE ROCK SALT LAYERS. Journal of Geomechanics, 18 (2): 158-164.

复合岩盐层井眼蠕变缩径的数值模拟

基金项目: 

国家自然科学基金项目 51004084

教育部博士点基金项目 20105121120002

详细信息
    作者简介:

    曾德智(1980-), 男, 副研究员, 主要从事油气钻井工艺、石油管力学与环境行为方面的科研和教学工作。E-mail:zengdezhi1980@163.com

  • 中图分类号: P554

NUMERICAL SIMULATION OF HOLE CREEP SHRINKAGE FOR COMPOSITE ROCK SALT LAYERS

  • 摘要: 盐岩在深部高温高压环境下具有很强的蠕变特性,在岩盐层钻井经常出现井眼缩径、卡钻等复杂事故。目前关于岩盐层井段安全钻进泥浆密度的计算方法主要适用于均匀地应力的情况,难以在非均匀地应力条件下应用。为此研究建立了三向地应力作用下盐岩和砂泥岩相互交错的复合岩盐层井眼蠕变缩径的三维有限元模型,并以塔里木油田羊塔克地区深井为例,研究了非均匀地应力条件下,复合岩盐层井眼随时间变化的蠕变缩径规律,得出了一定泥浆密度下岩盐层井眼在不同时刻的井径值。计算结果表明,安全泥浆密度有限元模拟值与羊塔克地区岩盐层井段实际采用的安全泥浆密度非常接近,验证了所建数值模型的合理性和计算结果的可靠性,研究成果为岩盐层井段的安全钻进提供了技术支撑。

     

  • 图  1  岩石的蠕变试验曲线

    Figure  1.  Curve of rock creep test

    图  2  井眼蠕变缩径力学模型

    Figure  2.  Mechanical model of borehole creep shrinkage

    图  3  有限元网格模型

    Figure  3.  FEA meshing model

    图  4  复合岩盐层的蠕变缩径特征

    Figure  4.  Creep shrinkage characteristics of composite rock salt layer

    图  5  泥浆密度对短轴方向上井眼缩径的影响(8½″钻头)

    Figure  5.  Effect of mud density to hole shrinkage in the brachy-axis direction (8½″ bit)

    图  6  泥浆密度对长轴方向上井眼缩径的影响(8½″钻头)

    Figure  6.  Effect of mud density to hole shrinkage in the major axis direction (8½″ bit)

    图  7  泥浆密度对短轴方向上井眼缩径的影响(9½″钻头)

    Figure  7.  Effect of mud density to hole shrinkage in the brachy-axis direction (9½″ bit)

    图  8  泥浆密度对长轴方向上井眼缩径的影响(9½″钻头)

    Figure  8.  Effect of mud density to hole shrinkage in the major axis direction (9½″ bit)

    表  1  盐岩的蠕变力学参数

    Table  1.   Mechanical parameters of salt rock creeps

    表  2  盐岩和砂岩地层的地应力

    Table  2.   Crustal stress of salt rock and surrounding rock layers

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  • 收稿日期:  2011-10-29
  • 刊出日期:  2012-06-01

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