钻采工艺 ›› 2017, Vol. 40 ›› Issue (4): 25-27.

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气体钻井井壁热应力及井壁稳定性分析

朱忠喜, 杜洪韬, 张文波, 党文辉, 安锦涛   

  • 出版日期:2017-07-25 发布日期:2017-07-25

ZHU Zhong-Xi, DU Hong-Tao, ZHANG Wen-Bo, DANG Wen-Hui, AN Jin-Tao   

  • Online:2017-07-25 Published:2017-07-25

摘要: 目前进行气体钻井井筒流动参数计算时,环空气体温度常用地温代替,但是由于气体可压缩,气体温度受压力和流速影响显著。同时钻井过程中气体经过钻头喷嘴后产生焦耳-汤姆逊冷却效应,导致井筒中的气体温度与地温之间存在较大差异。采用压力-温度耦合计算整个井筒温度和压力分布,考虑井筒与地层之间的传热
计算出井壁的径向和切向热应力,求解共同作用下的井壁坍塌压力,分析热应力条件下的井壁稳定性。由地应力和热应力计算结果表明,井底低温在井壁周围产生拉热应力,使近井壁有效应力减小,降低岩石剪切应力,有利于井壁稳定。

关键词: 气体钻井, 压力温度耦合, 热应力, 井壁稳定