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| 1 | 弱面结构对页岩地层井壁稳定性影响研究显示文摘页岩地层大量发育弱面结构,造成井壁垮塌现象频发,严重制约了页岩气的高效开发。因此,本文在Mohr-Coulomb准则的基础上,建立多弱面条件下的强度破坏准则。应用该准则,对不同弱面产状、弱面数量、钻井时间下的岩石强度进行分析,从而建立页岩地层坍塌压力预测模型,计算分析表明:围压增大后,页岩强度增加,不易沿弱面破坏;弱面产状和数量变化,使得岩石强度产生变化,从而造成坍塌压力分布复杂。尤其弱面数量增多,岩石强度下降明显,逐渐受弱面强度控制,坍塌压力出现明显增加;实例分析表明多弱面条件下的坍塌压力预测方法能更为准确地预测页岩地层坍塌压力,对页岩地层钻井工程有一定指导意义。 | 丁乙 刘向君 罗平亚 梁利喜 | 2018 | 地下空间与工程学报2018，14，4： | 12 |
| 2 | 页岩储层各向异性对水平井坍塌压力的影响显示文摘为揭示层理页岩强度各向异性对水平井井壁坍塌压力的影响规律,对取自四川盆地龙马溪组页岩钻井不同层理角度的岩芯,通过岩芯观测、偏光显微镜、扫描电镜试验分别从宏观和微观角度研究了页岩层理特征,并基于单轴抗压强度研究了页岩强度各向异性特征.层理结构发育导致页岩呈现出显著的各向异性特征,粗略地将页岩视为各向同性体及简单采用Mohr-Coulomb准则作为破坏判据,使得预测的维持井壁稳定的坍塌压力不能满足安全钻井的需要.该文在研究层理地层岩石力学特性的基础上,采用横观各向同性地层井周应力分析模型,研究了弹性模量及地应力各向异性比对井周应力的影响;并结合考虑中间主应力的Mogi-Coulomb判据,分析了井壁坍塌压力对弹性模量E和Poisson(泊松)比ν各向异性比值变化的敏感性.实例分析结果表明:弹性模量和水平地应力各向异性比值的变化会对井周应力产生较大影响;Poisson比各向异性对井壁坍塌压力没有明显影响,而弹性模量比值的变化对井壁坍塌压力影响较大;横观各向同性地层中井壁坍塌压力与储层水平和垂直方向的硬脆性强弱关系有关,弹性力学参数各向异性既有可能利于井壁稳定,也可能更易导致井壁的剪切破坏;在实际工程中应根据储层岩石水平和垂直方向的硬脆性强弱关系,确定安全钻井液密度窗口.该结果对现场施工具有很好的指导意义. | 张明明 梁利喜 刘向君 | 2017 | 应用数学和力学2017，38，3： | 6 |
| 3 | 岩石各向异性对井周应力分布及破裂压力影响显示文摘岩石力学参数的各向异性不仅影响井周应力分布,还对井壁破裂压力及位置有至关重要的影响。基于页岩储层水平井井周应力分布模型,研究井壁破裂压力的大小及破裂位置受岩石力学参数各向异性的影响。研究结果表明:岩石力学参数各向异性度严重制约井壁稳定性,井周受力状态明显恶化,加剧了井漏事故的发生。高弹性模量各向异性和低泊松比各向异性时,岩石在水平方向刚性较强,井壁更容易起裂;弹性模量各向异性小和泊松比各向异性较大时,岩石在垂直方向刚性较强,岩石不易起裂。起裂压力对弹性模量各向异性度较敏感,受泊松比各向异性度影响较小。因此,实施页岩水平井压裂,应考虑层理页岩力学参数各向异性,从而对裂缝起裂压力进行合理的预测。 | 夏泊洢 | 2018 | 中国安全科学学报2018，28，7： | 3 |
| 4 | 基于节理塑性模型的页岩地层水平井井壁稳定性分析显示文摘为研究层理页岩地层中水平井井壁失稳机理,基于流固耦合理论,考虑地层渗透率和强度各向异性,运用节理材料模型对水平井井周塑性失稳区域分布规律进行数值分析。结果表明:钻井液流体侵入导致井周孔隙压力分布呈各向异性,页岩水平井井周破坏形态为四角形状,且随时间增加逐渐向地层内部延伸形成剪切带;在考虑井壁渗透情况下,增大钻井液密度并不能显著改善页岩井壁失稳状况,加强钻井液封堵性对维护井壁稳定具有重要作用。 | 曹文科 幸雪松 周长所 | 2021 | 中国安全生产科学技术2021，17，10： | 3 |
| 5 | Wellbore stability analysis of layered shale based on the modified Mogi-Coulomb criterion显示文摘Borehole instability was frequently encountered during shale gas drilling.Most conventional models are not applicable to layered formation's wellbore stability analysis on account of anisotropic strength characteristic.In this study,an empirical equation for predicting anisotropic strength was implemented in the Mogi–Coulomb criterion to describe variations of cohesive strength and friction angle of shale formations.A collapse pressure model and its appropriate solution method for layered shale formations were proposed.The impact of different strength criteria and rock anisotropy type on rock strength and collapse pressure was investigated.The analysis indicated that the predicted strength of our modified criterion was usually higher than the weak plane failure criteria.The collapse pressure calculated by the modified Mogi–Coulomb criterion was lower than the weakplane failure criteria.Furthermore,it was more consistent with real mud weight.Additionally,the anisotropy type of rock notably influences wellbore stability.More significant anisotropy coefficients correspond to higher strengths,which results in smaller collapse pressure values.Improper anisotropy coefficients can over-or underpredict the collapse pressure.Reasonable estimates of collapse pressure of anisotropic rocks can be made through the modified Mogi–Coulomb criterion using limited experimental data and the anisotropy rock type. | Xu Yang Xiangchao Shi Yingfeng Meng Xiaoyong Xie | 2020 | Petroleum2020，6，3： | 1 |
| 6 | 大压差泥页岩长裸眼斜井段安全钻井技术显示文摘为了实现东濮凹陷深层断块低渗油气资源的低成本开发,采用水平井开发和简化井身结构成为必然的选择。但是作为开发中后期的老油田,地层压力系统紊乱,简化井身结构后,同一裸眼段内高低压共存,易导致滑动钻进压差卡钻和井壁失稳;同时沙一至沙三段泥页岩发育,长裸眼段内井壁坍塌、掉块问题突出。为此,应用横观各向同性模型,考虑水化时间对强度的影响,兼顾井下安全和钻井投资,确定出技术套管的合理下深;优选聚胺抑制剂和梳形聚合物降滤失剂,应用油基钻井液,提高泥页岩地层井壁稳定能力;引入无土相烷基糖苷钻井液,提高润滑性,降低钻进摩阻;应用降压耗钻具组合,解决小井眼清除岩屑问题;设计小弯角螺杆配合欠尺寸稳定器的水平段提速钻具组合,提高机械钻速,降低钻井周期,规避坍塌周期风险,提高复合钻进比例,降低定向滑动压差卡钻风险。7口井的现场应用效果表明,钻井周期缩短了30.95%、卡钻事故降至0次,实现了东濮凹陷大压差泥页岩长裸眼斜井段安全钻井。 | 兰凯 刘明国 郑华 晁文学 孔华 | 2016 | 地质科技情报2016，35，1： | 1 |
| 7 | 煤储层中巷道型水平井井周应力分布特征的数值模拟研究——以晋城矿区胡底矿为例显示文摘为了研究煤储层中巷道型水平井井周应力分布特征,以晋城矿区胡底矿为例,基于煤储层及其顶底板的岩石力学性质,利用ABAQUS数值模拟软件,建立在煤储层和顶底板耦合作用下巷道型水平井开挖过程井周应力场计算模型,探讨不同断面形状、尺寸、开挖方向时井周应力分布特征,结果表明:(1)顶底板明显改变了竖直应力分布,促进了分界面处的应力集中,有利于巷道型水平井开挖;(2)圆形和矩形巷道型水平井井周应力影响范围基本相同,但圆形巷道型水平井应力释放更剧烈,易造成井壁破裂和失稳,利于扩大井径;(3)对于圆形巷道型水平井,随着断面尺寸增加,应力剧烈释放区和应力影响区范围增大,且后者增加更为明显;(4)巷道型水平井无论沿最大水平主应力方向还是沿最小水平主应力方向开挖,均在竖直方向出现应力集中,而水平方向表现为应力释放。研究结果认为,相比于矩形巷道型水平井,圆形巷道型水平井井径扩展更为显著,且断面尺寸越大,应力影响区范围越大,在开挖方向上沿最小水平主应力方向开挖优于沿最大水平主应力方向开挖。 | 张小东 孙飞扬 张斌 衡帅 李贤忠 | 2022 | 河南理工大学学报(自然科学版)2022，41，2： | 0 |
| 8 | 基于岩石力学特性的钻井液优选研究——以鄂尔多斯盆地长7页岩地层为例显示文摘钻井液稳定井壁性能是决定页岩地层能否安全高效钻进的基础,常规评价方法主要针对钻井液化学性能,但页岩井壁垮塌的本质是力学失稳。基于此,通过硬度、抗压强度等多项岩石力学参数对钻井液进行优选,与常规钻井液性能评价方法相比,本方法可实现钻井液保持页岩力学强度及井壁稳定性的量化评价,更具有现场应用价值。钻井液与页岩接触,水相介质进入页岩,与内部黏土发生水化作用,导致页岩硬度与抗压强度均出现明显下降,造成井壁失稳;同时,钻井液作用48 h后的页岩地层坍塌压力当量密度增加了0.43 g/cm^(3),增加了井壁失稳的可能性,使安全密度窗口大幅变窄,不利于安全钻进。通过对比优化后的钻井液对目标页岩地层硬度、抗压强度和坍塌压力的影响程度,优选出具有良好效果的钻井液体系,为研究区及其他地区同类地层的钻井液优选提供依据。 | 余海棠 庄严 梁利喜 丁乙 | 2023 | 石油地质与工程2023，37，5： | 0 |
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