疏松砂岩井壁稳定力学模型建立及分析

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1、中图分类号：TE21单位代码：11414学号：2013212614题目疏松砂岩井壁稳定力学模型建立及分析专业或领域石油与天然气工程研究方向海洋石油工程专业硕士生宋传皓指导教师梁永图教授张广清教授现场导师吴强工程师二〇一六年五月摘要摘要随着现场钻井施工作业技术的进步，通过先进的完井方法逐渐解决了钻井施工作业后疏松砂岩油气藏井壁失稳的问题，但现场钻井施工作业过程中对井壁稳定的控制问题仍有待深入研究。本文在对疏松砂岩井壁稳定力学相关研究现状进行总结的基础上，首先探讨了疏松砂岩的宏观与微观特性，通过实验室内岩样的单轴压缩实验与三轴抗压实验，研究了疏松砂岩的岩石力学性质，分析了围压对疏松砂岩

2、岩石力学参数的影响。然后利用室内岩石力学实验所得到的参数，利用有限元软件分析了直井中水平地应力、垂直地应力、井径、井内液柱压力对一般地质状况下疏松砂岩井壁稳定性的影响；斜井中井斜角、井斜方位角、井内液柱压力对疏松砂岩井壁稳定性的影响。最后分别在直井水平地应力与斜井井斜角条件下做了疏松砂岩与一般砂岩的模拟对比分析。关键词：疏松砂岩；井壁稳定；力学模型；有限元模拟-II-ABSTRACTEstablishmentandAnalysisofthemechanicalmodelofloosesandonwellborestabilityABSTRACTWiththedevelopmenti

3、nfielddrillingandoperationtechnology,somewellboreinstabilityproblemsinloosesandreservoirafterdrillingoperationshavebeengraduallysolvedthroughsomeadvancedcompletionmethods,atthesametime,theprecisecontrolofwellborestabilityduringdrillingoperationsremainsamuch-neededin-depthstudy.Basedonthesummar

4、izingofrelevantresearchesonthemechanicalstabilityofunconsolidatedsandstoneborehole,thispaperfirstlydiscussesthemacroscopicandmicroscopiccharacteristicsofunconsolidatedsandstone,studiesthemechanicspropertiesofunconsolidatedsandstone,andanalyzestheinfluenceofconfiningpressureonrockmechanicsparam

5、etersofunconsolidatedsandstonethroughthelaboratoryrockuniaxialcompressiontestandthetriaxialcompressionexperiment.Then,usingtheFEManalysissoftwareanalyzestheparametersobtainedinthelaboratoryexperimentsofrockmechanicsandstudiestheeffectsofhorizontalstress,verticalstress,caliper,thewellfluidcolum

6、npressureonwellborestabilityofunconsolidatedsandstoneingeneralgeologicalstraightwell.Besides,itisalsoanalyzedthattheinfluenceofdeviatedinclination,azimuthdeviation,thewellfluidcolumnpressureonthewellborestabilityofunconsolidatedsandstone.Finally,thesimulationsofunconsolidatedsandstoneandgenera

7、lsandstonearecomparedrespectivelyintheconditionsofhorizontalstressofverticalwellandShaiIangle.KeyWords：LooseSand;WellboreStability;MechanicalModel;FiniteElementMethod-III-目录目录硕士专业学位论文独创性声明................................................