弹塑性地层水力压裂起裂模式及起裂压力研究

作     者：郭建春 何颂根 邓燕 GUO Jian-chun;HE Song-gen;DENG Yan

作者机构：西南石油大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室四川成都610500 

出 版 物：《岩土力学》 (Rock and Soil Mechanics)

年 卷 期：2015年第36卷第9期

页      面：2494-2500,2509页

核心收录：

学科分类：08[工学] 080104[工学-工程力学] 0815[工学-水利工程] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家自然科学基金项目(No.51374178) 国家科技重大专项项目(No.2011ZX05002-004-007HZ) 

主　　题：弹塑性地层 非线性本构方程 塑性全量理论 井周应力场 起裂模式 起裂压力 

摘      要：针对弹塑性储层,基于线弹性理论假设的传统起裂模型已不再适用,需要研究基于非线性本构方程的起裂模型。基于岩石非线性本构方程,运用塑性全量理论,建立了弹塑性地层井周应力场模型;结合井壁应力场模型和弹塑性岩石破坏准则,建立了弹塑性地层的起裂压力预测模型。结果表明:岩石产生塑性屈服,井眼应力集中效应会减弱,周向张应力会减小,甚至无法产生。屈服后的起裂压力比线弹性理论预测值大,起裂模式存在拉张和剪切两种方式,剪切起裂存在破坏角。屈服后,幂硬化指数小于等于0.5的岩石只可能产生剪切起裂;幂硬化指数大于0.5的岩石,屈服应力、幂硬化指数、内摩擦角和凝聚力越小,越容易产生剪切起裂,反之越容易产生拉张起裂。