钻井过程中井底应力场的液柱压力效应

摘要

钻井过程中,井底应力场是影响机械钻速和井斜的主要因素。采用纯弹性本构关系,应用有限元的方法,对不同液柱压力下的井底应力场进行了模拟。模拟结果显示:液柱压力是井底应力场的主控因素,井底最大主应力和最小主应力的方向随液柱压力的大小而改变;在地应力一定的竖直井中,液柱压力极大时,最大主应力方向为竖向,最小主应力方向为水平;在液柱压力极小时,方向正好相反:而且,液柱压力极大时的三个主应力值远远大于液柱压力极小时的三个主应力值。这些特征影响了岩石的强度和破坏特征,造成机械钻速随着钻井液密度的降低而增加。