用于裂隙地层钻进的扩展泥浆窗口3维数值计算格式

摘要

本文使用三维有限元工具研究天然裂隙在注入压力载荷作用下的行为,目的是得到用于裂隙地层钻进的扩展泥浆窗口.详细内容包括:1)封堵剂的水力挤入:在注入载荷作用下裂纹张开、扩展;2)应力笼效应:封堵剂挤入裂隙中以后,注入压力卸载,井底恢复常规压力,这个时候的环向应力相对于初始状态没有封堵剂时的变化幅度.这个变化幅度就是应力笼效应带来的泥浆窗口上限的扩展幅度.文中首先给出描述天然裂隙材料行为的固体本构模型的介绍,之后给出缝隙流的渗流本构.模型使用黏性裂纹单元模拟天然裂隙.最后结合实际工程中的背景数据,给出验证例子.这里的例子一共有三个,第一个是简单模型的水力封堵和应力笼模拟与计算;第二个是墨西哥湾深水区块的岩盐下破碎区天然裂隙储层钻进的扩展泥浆窗口上限计算;第三个例子是中国西南重庆页岩区块裂隙储层的天然裂隙水力封堵和扩展的泥浆窗口计算.