气体钻井环空岩屑颗粒碰撞对井壁稳定性的影响

摘要

在气体钻井条件下，井壁失稳的可能性更大，其原因之一是由高速上返的气流携带的岩屑与井壁碰撞所引起的。在流体力学基础上，对气体钻井流体环空流动做了一定的简化，建立了气体钻井流体环空流动模型，推导出了固相颗粒在环空中的理论最大速度；建立了环空固相颗粒碰撞模型，得到了环空岩屑颗粒碰撞的最大剪切应力和最大静摩擦力；将由原地应力产生的应力与环空岩屑碰撞产生的最大剪切应力叠加而求得了井周应力，运用Mohr-Coulomb强度准则分析了气体钻井过程中井壁的稳定性。研究结果对选用气体钻井应用井段和预测井壁岩石的稳定性具有一定的指导意义。