气体钻井水平井壁稳定性多物理场耦合分析.docxVIP

气体钻井水平井壁稳定性多物理场耦合分析

目录

内容简述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4

1.1研究背景与意义．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．5

1.2国内外研究现状．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．6

1.2.1国外研究进展．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．7

1.2.2国内研究进展．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．8

1.3研究内容与目标．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．10

1.4研究方法与技术路线．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11

1.5论文结构安排．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．13

气体钻井水平井工程地质力学环境．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．13

2.1水平井工程地质特征．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．14

2.1.1地层岩性．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．16

2.1.2地应力场．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．17

2.2气体钻井液特性．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．18

2.2.1密度特性．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．20

2.2.2压缩性．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．21

2.3水平井井壁失稳机理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．22

2.3.1地应力作用．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．23

2.3.2液压压力作用．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．25

2.3.3化学作用．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．26

水平井井壁稳定性控制方程．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．29

3.1应力场控制方程．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．29

3.1.1弹性力学基本方程．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．30

3.1.2考虑流体的应力平衡方程．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．31

3.2渗流场控制方程．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．32

3.2.1地层孔隙流体渗流方程．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．33

3.2.2考虑井筒影响的渗流模型．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．36

3.3温度场控制方程．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．37

3.3.1热传导方程．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．38

3.3.2考虑钻井热影响的温度场模型．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．39

3.4井壁破坏准则．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．40

3.4.1剪切破坏准则．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．41

3.4.2拉伸破坏准则．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．43

水平井井壁稳定性多物理场耦合模型．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．45

4.1耦合模型建立思路．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．46

4.2耦合模型数学表达．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．47

4.2.1应力场与渗流场耦合．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．48

4.2.2渗流场与温度场耦合．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．50

4.2.3温度场与应力场