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申请/专利权人：西南石油大学
摘要：本发明公开了一种考虑热‑力‑化耦合作用的纹层状页岩地层井壁坍塌周期计算方法，包括：根据纹层发育特征和矿物含量选取并制备不同纹层角度的圆柱体样品；通过吸水实验构建含水率与吸水时间t之间的定量关系方程；根据水化和纹层产状对岩石强度影响，得出一种考虑水化的纹层状页岩强度准则；综合钻井液、地应力和地层温度的影响，得到热‑力‑化耦合作用下的纹层状页岩井周应力分布模型；根据实验和现场资料求得模型中的参数，并通过循环迭代和网格搜索的方法计算出坍塌周期。本发明提出的方法考虑到地层温度、钻井液性能、孔隙压力等因素，计算不同井眼轨迹下的纹层状页岩地层坍塌周期，为页岩油安全高效钻井提供理论支撑。
主权项：1.一种考虑热-力-化耦合作用的纹层状页岩地层井壁坍塌周期计算方法，其特征在于，实施步骤如下：步骤1、选取井下岩心，进行岩心扫描和矿物含量测试，确保用于后续实验的样品具有相似的纹层结构和矿物黏土含量；步骤2、在选取的全直径岩心上钻取长度在48～54mm、直径为25mm±1mm的圆柱形样品，保证样品两端面平行，误差不大于0.5mm；制备不同样品轴向与纹层倾角β的试样，取样β值为0°、15°、30°、45°、60°、75°、90°；步骤3、利用岩石吸水性实验，测试岩石含水率ω与吸水时间t之间的关系，得到纹层状页岩含水率与吸水时间t之间的定量关系方程；步骤4、根据改进Jaeger各向异性强度准则和广义Hoek-Brown各向异性强度准则，得到一种考虑水化的纹层状页岩强度准则，通过岩石三轴力学实验得到模型参数和岩石材料参数；步骤5、依据Bradley井周应力分布模型、考虑化学和热效应的地层热孔隙弹性耦合方程和温度和化学势引起的地层附加应力计算公式，得到热-力-化耦合作用下的井周应力模型；根据实验得到的岩石力学参数和现场地质、测井、录井、钻完井等资料，得到地层的地应力状态、地层温度、钻井液性能参数等井周应力分模型中的参数；步骤6、以时间t为循环参数，依据步骤4得到的破坏准则和步骤5的井周应力模型，计算地层被钻开至坍塌的时间t，即可得到该地质条件和工况下的坍塌周期。
全文数据：
权利要求：
百度查询： 西南石油大学 一种考虑热-力-化耦合作用的纹层状页岩地层井壁坍塌周期计算方法
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