大位移井井壁稳定三维弹塑性有限元分析

摘要

现有井壁围岩应力求解模型大都基于平面应变假设,相对岩石真实应力状态会有一定的误差。在空间坐标变换基础上建立了大位移井井壁稳定分析三维弹塑性有限元模型,将井斜角与方位角的变化转化为井轴坐标系下地应力场应力分量的变化,保证了模型的稳定性。利用所建模型对弹性和弹塑性条件下的大位移井井壁围岩稳定性进行了研究。计算结果表明岩石在弹塑性条件下能够通过塑性变形吸收更多能量;在相同外载条件下,弹塑性岩石比脆性岩石更稳定。经过现场实例验证,在深部弹塑性地层钻进时,可以采取比常规设计稍低的泥浆密度,即能保持井壁稳定,又可以减少地层伤害。