井壁穩(wěn)定力學

叢書序
序
前言
第1章 緒論
1.1 井壁穩(wěn)定力學的定義
1.2 井壁穩(wěn)定力學的研究現狀
1.2.1 地層的失穩(wěn)機理與控制方法
1.2.2 地層失穩(wěn)的影響因素
1.2.3 地層失穩(wěn)的研究方法
1.3 發(fā)展趨勢
1.3.1 井壁穩(wěn)定力學機理
1.3.2 井壁穩(wěn)定預測
第2章 井壁圍巖彈性狀態(tài)的應力分布
2.1 非滲透井壁的井周圍巖彈性應力
2.1.1 主地應力在井坐標系中的轉換
2.1.2 井壁應力狀態(tài)的彈性解
2.1.3 直井井壁應力狀態(tài)
2.2 滲透井壁的井周圍巖彈性應力(不考慮時間效應)
2.2.1 本構方程
2.2.2 井壁周圍應力
2.2.3 徑向流的井壁周圍應力
第3章 各向同性線彈性地層的井壁穩(wěn)定力學問題
3.1 基本概念
3.1.1 坍塌壓力
3.1.2 破裂壓力
3.2 直井壁坍塌與破裂
3.3 斜井壁坍塌與破裂
3.3.1 坍塌壓力和破裂壓力模型
3.3.2 坍塌和破裂的影響因素
3.3.3 井壁滲透性的影響
3.3.4 地層強度的影響
3.3.5 地應力σH/σh的影響
3.4 溫度對井壁失穩(wěn)的影響
3.4.1 井筒溫度場變化引起的坍塌壓力變化
3.4.2 一維兩相流條件下井筒壓力場
3.4.3 井筒溫度壓力變化的實例分析
第4章 各向異性線彈性的井壁穩(wěn)定力學問題
4.1 井壁圍巖各向異性與變形
4.1.1 彈性模量(各向異性比)對井壁應力的影響
4.1.2 水平地應力比對井壁應力的影響
4.1.3 井眼穩(wěn)定性分析
4.2 井壁圍巖強度各向異性與破壞
4.2.1 弱面的破壞條件
4.2.2 直井的破壞
4.2.3 水平井的破壞
4.2.4 斜井的破壞
第5章 井壁穩(wěn)定力學的塑性問題
5.1 井周應力的理想彈塑性解
5.2 巖石軟化問題
5.2.1 軟泥巖的應力-應變曲線
5.2.2 應變軟化問題求解方法
5.3 井壁圍巖力學參數變化對其穩(wěn)定性的影響
第6章 井壁穩(wěn)定力學與化學耦合問題
6.1 泥頁巖的礦物組成及結構特點
6.2 水在泥頁巖中的傳輸機理
6.2.1 半透膜滲透壓理論
6.2.2 “總壓力”理論
6.3 泥頁巖水化膨脹的強度特性
6.3.1 泥頁巖中水活度的測定
6.3.2 不同壓差、活度差條件下泥頁巖強度的測定
6.3.3 地層強度動態(tài)變化模型
6.4 基于線彈性理論的水化泥頁巖井壁穩(wěn)定分析
6.4.1 水化泥頁巖線性本構方程及參數確定
6.4.2 井周水化圍巖的應力計算
6.4.3 地層臨界坍塌時間的確定
6.5 基于熱孔隙彈性理論的水化泥頁巖井壁穩(wěn)定分析
6.5.1 熱孔隙彈性基本定律
6.5.2 熱孔隙彈性孔隙壓力分布
6.5.3 井壁破壞準則
6.5.4 影響因素分析
6.6 基于彈塑性理論的水化泥頁巖井壁穩(wěn)定分析
6.6.1 彈塑性增量方程
6.6.2 泥頁巖膨脹變形的本構方程
6.6.3 井周應力場的簡化模型
6.6.4 井壁動態(tài)失穩(wěn)模型
6.6.5 水敏性膨脹地層坍塌壓力變化規(guī)律
第7章 多孔介質的井壁穩(wěn)定力學問題
7.1 流固耦合力學理論
7.1.1 巖石有效應力原理
7.1.2 巖石固體骨架變形控制方程
7.1.3 流體流動控制方程(滲流場方程)
7.2 多孔介質的井壁穩(wěn)定
7.2.1 坐標變換
7.2.2 問題描述
7.2.3 問題求解
7.2.4 示范算例
第8章 鹽膏巖蠕變問題
8.1 鹽膏層成因、分布及特征
8.1.1 鹽膏層成因
8.1.2 鹽膏層分布
8.1.3 鹽膏層特征
8.1.4 鹽膏層巖石理化性質
8.2 鹽巖的蠕變機理
8.3 鹽膏層井壁穩(wěn)定機理
8.3.1 鹽膏層井眼失穩(wěn)特征
8.3.2 鹽膏層井壁失穩(wěn)原因
8.3.3 維持鹽巖不同縮徑率所需的安全鉆井液密度下限(飽和鹽水)
8.3.4 維持鹽巖不同縮徑率所需的安全鉆井液密度下限(欠飽和鹽水)的要求
8.4 基于鹽巖損傷的深部鹽層鉆井液密度設計方法
8.4.1 鹽巖損傷擴容特征
8.4.2 深部鹽層鉆井液密度確定模型
8.4.3 設計實例
參考文獻