灯影组白云岩高温后单轴力学特性及本构模型研究

作     者：周忠鸣 陈军海 李丹丹 孙倩倩 贾延军 江嘉俊 ZHOU Zhongming;CHEN Junhai;LI Dandan;SUN Qianqian;JIA Yanjun;JIANG Jiajun

作者机构：中石化石油工程技术研究院有限公司北京102206 中国石化超深井钻井工程技术重点实验室北京102206 德州联合石油科技股份有限公司山东德州253073 中原油田分公司天然气产销厂河南濮阳457000 

出 版 物：《钻探工程》 (Drilling Engineering)

年 卷 期：2024年第51卷第6期

页      面：59-66页

学科分类：0820[工学-石油与天然气工程] 082001[工学-油气井工程] 081801[工学-矿产普查与勘探] 08[工学] 0818[工学-地质资源与地质工程] 

基　　金：中石化科技部基础前瞻项目“超高温高压碳酸盐岩地层岩石力学特性表征方法”(编号:P23038) 

主　　题：灯影组 白云岩 超深层高温地层 单轴力学特性 本构模型 

摘      要：四川灯影组已成为中国石化在四川盆地天然气增储上产、提升国家能源安全保障力度的重要层系。由于对超深层高温灯影组白云岩力学特性认识尚不清楚,常导致白云岩井壁失稳问题。通过开展25(室温)、100、150、180、200和220℃条件下白云岩的单轴抗压强度实验,揭示了白云岩单轴力学强度特征和变形特征。灯影组白云岩在一定温度范围内(100~220℃)将随着温度升高而表现出明显的脆性增强,认为这是灯影组白云岩峰值强度随温度升高而降低的原因。基于应变等效原理,建立了高温后灯影组白云岩损伤变形本构模型。对比研究表明:由本构模型绘出的应力-应变曲线与实验实测曲线对比,模型结果与实际情况吻合较好,模型能够充分反映不同温度下的灯影组白云岩损伤过程;该模型能够很准确地表征白云岩在不同温度下其强度参数和变形参数,可以为井筒稳定性分析提供更科学、更严格的模型,提高了重点区域超深—特深复杂地层地质认识及钻完井复杂故障防控能力。