泥頁巖井壁穩(wěn)定性力學(xué)與化學(xué)耦合模型研究.pdf

1、泥頁巖井壁失穩(wěn)問題一直是鉆井工程中一個復(fù)雜且?guī)в惺澜缧缘碾y題，針對這一問題專家們從20世紀40年代起就開始進行研究，至20世紀90年代，進入了泥頁巖井壁穩(wěn)定的多場耦合模型的研究階段，出現(xiàn)了很多不同的理論模型。這些模型不同程度的促進了井壁穩(wěn)定的發(fā)展，但是，由于泥頁巖多場耦合的復(fù)雜性，模型中的很多參數(shù)很難在實驗室進行測定，嚴重影響了模型計算的準確性和模型的實用性。因此，進行力學(xué)—化學(xué)耦合模型的研究，建立合理的力學(xué)—化學(xué)耦合井壁穩(wěn)定計算模型，

2、使模型參數(shù)可測量化，增加模型的實用性，仍然是一項復(fù)雜、艱巨而且具有重大研究意義的課題。
　　本論文的研究內(nèi)容及相應(yīng)的結(jié)論如下：
　　1、深化了多場耦合理論研究。本文建立了新的力學(xué)－化學(xué)耦合井壁穩(wěn)定計算模型，并給出了模型中參數(shù)的實驗室測定方法，實現(xiàn)模型參數(shù)可測量化，增強了模型的實用性。
　　2、實驗研究了泥頁巖強度隨含水量的變化規(guī)律，并建立了孔隙壓力－含水量－抗剪強度三者的關(guān)系，進而計算了強度參數(shù)隨時間的變化關(guān)系。得到規(guī)

3、律：內(nèi)聚力、內(nèi)摩擦角隨著含水量的增加而減小，強度參數(shù)的變化對井壁穩(wěn)定的影響是巨大的，甚至是決定性的。
　　3、泥頁巖井壁失穩(wěn)是巖石力學(xué)、鉆井液化學(xué)和溫度應(yīng)力共同作用的結(jié)果。泥頁巖井壁穩(wěn)定性的研究方向也始終會朝著力學(xué)、化學(xué)、熱應(yīng)力耦合的方向發(fā)展。
　　4、石油從生油層運移到儲集層此過程中必須要滿足三個力學(xué)條件：儲集層孔隙壓力比生油層低、儲集層孔隙率比生油層大、儲集層抗壓實強度比生油層高。
　　5、鉆井過程中最常遇到的井壁

4、失穩(wěn)基本上可以分為三類：破碎體的井壁失穩(wěn)、塑性體的井壁失穩(wěn)、泥頁巖的井壁失穩(wěn)。其中，泥頁巖井壁失穩(wěn)占90％左右。所以，有的人將鉆井工程中的“井壁穩(wěn)定性問題”稱為“泥頁巖穩(wěn)定性問題”。
　　6、導(dǎo)致泥頁巖井壁失穩(wěn)的因素很多，概括起來可以分為天然因素和人為因素兩個方面。
　　7、水—巖化學(xué)作用的主要發(fā)生在近地表處，除水、巖為系統(tǒng)的主體外，作用過程既與大氣圈和火山物質(zhì)有關(guān)，又與生物和人類的生命活動密切聯(lián)系。
　　8、巖井壁穩(wěn)