弹性参数各向异性对页岩井周应力的影响

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弹性参数各向异性对页岩井周应力的影响
随着美国页岩气革命在国际上引发的非常规能源开发 热 潮，我国的页岩气开发事业正蓬勃兴起［1］，然而四川页岩气的钻井作业表明井壁坍塌与漏失等失稳问题时有发生。页岩井壁失稳问题归根结底是因为在页岩地层钻井之后井周应力状态发生改变，当发生应力集中而重新分布的应力满足岩石的破坏准则时井壁发生破坏。基于页岩的层理性构造，页岩具有各向异性特征，可视为横观各向同性材料。衡帅等［2-3］对页岩的各向异性力学参数进行了
测量，崔杰等［4-7］运用解析方法和数值方法对各向异性地层中的井周应力分布进行了求解，卢运虎等［8-13］建立了各向异性地层下的井壁稳定计算模型，然而目前对页岩井眼应力和井壁稳定的分析多针对井壁处，同时井壁稳定计算往往只考虑了强度的各向异性，而对考虑弹性参数各向异性下的井周区域的应力分布尚缺乏研究。本文基于横观各向同性材料本构关系，运用弹性理论对页岩井眼钻开后的应力分布进行研究，通过与各向同性材料下的应力分布进行对比，获取页岩地层弹性参数各向异性对井周应力分布的影响规律。