节理煤层井壁稳定性的评价模型

摘要：

对节理煤层的井壁失稳机理分析表明,近井壁的裂纹受到地应力和裂纹应力的双重影响,比煤岩块体更容易遭到破坏.用应力强度因子描述了裂纹的受力集中程度,利用强度准则构建了裂纹扩展破坏的判据,据此提出了节理煤层井壁稳定评价模型.该模型可以定量判断节理煤层直井或水平井井壁是否稳定,对其他节理地层的井壁失稳评价也具有借鉴意义.应用该模型并结合实例评价了煤储层水平井的井壁稳定,分析了裂纹倾角、井底压力、裂纹长度和井眼半径对应力强度因子的影响.对于节理煤层水平井,随着井底压力的增加,应力强度因子KⅠ和KⅡ呈线性减小,井壁稳定性变好;随着裂纹长度的增加,应力强度因子KⅠ和KⅡ也显著增加,井壁稳定性变差;裂纹倾角增大,应力强度因子KⅠ减小,而KⅡ增加,裂纹的抗张能力增强,抗剪能力降低,井壁的整体稳定性变差.当井径增加时,KⅡ增加,抗剪能力降低,井壁的整体稳定性变差.节理煤层中井眼存在尺寸效应,煤岩中存在裂纹是其重要原因.裂纹与井径的比值越大,尺寸效应越明显.

关键词：节理煤层、应力强度因子、水平井、井壁稳定、评价模型

所属期刊栏目：30

分类号：TE122(石油、天然气地质与勘探)

资助基金：中国石油天然气集团公司基础研究项目06A20202

在线出版日期：2009-06-16（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共5页

页码：455-459