切削和侵入作用下层理岩层破碎机理浅析

摘要：

层理岩层是石油钻井中经常遇到的一类地层,特别是在页岩气开采过程中,所钻页岩属于典型的层理岩层.研究层理岩层在钻齿作用下的破碎机理对于控制井眼轨迹、优化钻进参数、提高钻进效率都有很大指导作用.在以往岩石破碎机理研究中,一般多假设岩石介质为各向同性; 但是对于层理岩层,由于其表现出强烈的强度各向异性特征,各项同性假设不再适用.本文利用离散单元方法(PFC2D) 建立了钻齿与层理岩层相互作用模型.研究了层理岩层在钻齿切削和侵入过程中的破碎情况、裂纹的扩展情况以及钻齿受力情况.研究表明:切削力根据层理倾角分为高切削力区和低切削力区; 液柱压力的存在对裂纹扩展有抑制作用,增大切削力; 在岩石侵入过程中,层理的存在改变了裂纹的走向,当主裂纹扩展至层理处时,裂纹不再向岩石内部扩展,而是朝着层理的方向扩展.

关键词：层理岩层、切削、侵入、破岩、PFC2D

所属期刊栏目：14

分类号：TE242(钻井工程)

资助基金：国家自然科学基金51674214;四川省科技计划国际合作计划项目2016HH0008;四川省青年科技创新研究团队项目2017TD0014

在线出版日期：2018-08-27（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：444-451