切削和侵入作用下层理岩层破碎机理浅析

祝效华; 刘伟吉; 贾彦杰

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切削和侵入作用下层理岩层破碎机理浅析

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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。

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来源
《地下空间与工程学报》 |2018年第2期|444-451|共8页
作者
祝效华; 刘伟吉; 贾彦杰;
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作者单位

西南石油大学机电工程学院;

成都610500;

中国石油西南管道昆明输油气分公司;

昆明650200;

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原文格式 PDF
正文语种 chi
中图分类钻井技术;
关键词
层理岩层; 切削; 侵入; 破岩; PFC2D;

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