井壁坍塌分析方法技术

井壁坍塌分析方法，包括：采集并输入参数(1)，初应力处理(2)，第一次应力释放(3)，第二次应力释放第一步(4A)，第二次应力释放第二步(4B)，特征值评价(5)，广义力和广义位移(6)，平衡路径曲线(7)，坍塌压力处理(8)。根据得到的最小特征值(μ1)m进行评价，当最小特征值(μ1)m＞0，时，如果m＜M，则m+1→m，即进入第二次应力释放第二步(4B)；否则，得到的即是总场；当最小特征值(μ1)m＜0时，根据插值法计算扰动场；计算坍塌压力qcr，以及qcr对应的塑性区分布图，确定防塌钻井液的密度。效果是：能分析非均匀地应力条件下应变软化塑性地层的井壁稳定性；设计的防塌钻井液密度，在现场钻井中起到储层保护效果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及石油钻井工程
，特别涉及钻井井壁失稳分析，是一种非均勻地应力条件下应变软化塑性地层井壁稳定性分析的方法。
技术介绍
目前，在石油工程中普遍应用弹性力学结合强度准则方法解释井壁坍塌机制和预测坍塌压力。比如，被认为是世界上最好的井壁稳定分析GMI系统，其应用的井壁坍塌模型正是基于弹性力学结合强度准则法。最新的井壁坍塌机理的理论研究表明，井壁坍塌实质上是一种极值点型失稳现象。通过确定井壁压力和井壁位移的平衡路径曲线的极值即可确定力学稳定性意义下的坍塌压力。当然，理论解作了原场地应力是各向同性均勻应力和地层满足Tresca准则的假设，这远离了实际情况。还有重要一点，在分析井壁坍塌问题时仅考虑岩石的理想弹塑性或者弹脆性-塑性特性，而大部分岩石的应力-应变曲线在峰值后下降，称为应变软化，所以不考虑岩石的应变软化特性也是不符合实际的。国外现有Ansys，Flac, Abaqus, Adina等有限元计算软件，但是缺乏力学意义上的稳定性分析功能，没有将应变软化模型和稳定性分析结合，而且应用领域没有扩展到井壁坍塌分析。国内岩土方面计算系统比较突出的是“理正岩质边坡稳定分析系统”，本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种井壁坍塌分析方法，包括：采集并输入参数（１），初应力处理（２），第一次应力释放（３），第二次应力释放第一步（４Ａ），第二次应力释放第二步（４Ｂ），特征值评价（５），广义力和广义位移（６），平衡路径曲线（７），坍塌压力处理（８）；其特征为：Ａ、采集并输入参数（１）：首先，采集通过相邻已钻井的测井资料得出的井壁岩石材料参数和通过岩石力学实验得到井壁岩石材料参数，将得到井壁岩石材料参数输入计算程序中；其次输入控制参数，控制参数中的弧长范围１０－５～１０－６ｍ，输出步范围１００～２００，切线塑性剪切模量、残余强度通过岩石力学实验得到；Ｂ、初应力处理（２）：建立井壁模型，划分有限元网格单元，施加...

【技术特征摘要】
1. 一种井壁坍塌分析方法，包括采集并输入参数(1)，初应力处理O)，第一次应力释放(3)，第二次应力释放第一步(4A)，第二次应力释放第二步(4B)，特征值评价(5)，广义力和广义位移(6)，平衡路径曲线(7)，坍塌压力处理(8)；其特征为A、采集并输入参数(1)首先，采集通过相邻已钻井的测井资料得出的井壁岩石材料参数和通过岩石力学实验得到井壁岩石材料参数，将得到井壁岩石材料参数输入计算程序中；其次输入控制参数，控制参数中的弧长范围10_5 10_6m，输出步范围100 200，切线塑性剪切模量、残余强度通过岩石力学实验得到；B、初应力处理O)建立井壁模型，划分有限元网格单元，施加边界条件；计算初始应力场各网格单元高斯(Gauss)点的应力C、第一次应力释放⑶计算孔壁处需释放的应力分量一1〕，41>尸，等效于实际钻井过程中应力完全释放而同时施加钻井液压力，得到扰动场A ；D、第二次应力释放第一步(4A)释放保留的应力分量，也就是模拟钻井液压力逐渐降低，第一步用弹性方法确定弹性阶段的载荷参数增量△ X1，得到弹性扰动场；E、第二次应力释放第二步GB)第二步指定微弧长增量...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈朝伟，王倩，王瑛，周英操，赵庆，刘玉石，
申请(专利权)人：中国石油集团钻井工程技术研究院，
类型：发明
国别省市：11