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複雜地層井壁穩定性預測理論與方法/博士後文庫

作者：馬天壽|責編:黃橋
出版社：科學
ISBN：9787030832153

出版日期：2025/09/01
裝幀：平裝
頁數：262

人民幣：RMB 208 元售價：元

內容大鋼

本書系統闡述複雜地層定向井、水平井井壁失穩的主要原因和基本形式，以「複雜各向異性地層水平鑽井」為主線，突出「各向異性」、「多場耦合」和「水平井」三個特色，重點介紹複雜地層定向井、水平井井周圍岩流-固耦合、流-固-化耦合、熱-流-固-化耦合等多場耦合理論模型及井壁穩定分析方法，探索動載荷作用下井壁穩定規律、地質和岩性不確定條件下的井壁失穩風險，闡述複雜地層井壁穩定性預測理論與方法的最新研究進展。書中理論模型推導較為詳盡，有關理論模型求解、案例等資料亦有翔實介紹。
本書可供石油與天然氣工程領域相關技術人員、科研工作者、高等院校師生閱讀和參考，也可作為高等院校石油工程、油氣井工程、岩石力學、測井工程、油氣田開發工程等相關研究生課程的參考書籍。

作者介紹

馬天壽|責編:黃橋

第1章  緒論
  1.1  複雜油氣藏鑽井井壁失穩問題
    1.1.1  頁岩氣藏
    1.1.2  緻密氣藏
    1.1.3  緻密油/頁岩油藏
    1.1.4  深層油氣藏
  1.2  井壁失穩的主要原因與基本形式
    1.2.1  井壁失穩的主要原因
    1.2.2  井壁失穩的基本形式
  1.3  井壁穩定研究現狀及發展趨勢
    1.3.1  井壁穩定彈性力學
    1.3.2  井壁穩定各向異性力學
    1.3.3  井壁穩定流-固耦合理論
    1.3.4  井壁穩定流-固-化耦合理論
    1.3.5  井壁穩定熱-流-固-化多場耦合理論
第2章  定向井、水平井井壁穩定力學分析
  2.1  斜井井周應力分佈模型
    2.1.1  坐標轉換關係
    2.1.2  井周應力分佈
    2.1.3  井壁應力分佈
    2.1.4  井壁主應力狀態
  2.2  強度各向同性地層井壁穩定分析
    2.2.1  井壁失穩判別準則
    2.2.2  允許崩落模型的求解
    2.2.3  井壁穩定算例分析
    2.2.4  現場案例分析
  2.3  強度各向異性地層井壁穩定分析
    2.3.1  各向異性岩石強度特徵與理論
    2.3.2  含弱面地層井壁穩定模型求解
    2.3.3  井壁穩定算例分析
    2.3.4  現場案例分析
第3章  各向異性地層井壁穩定力學分析
  3.1  地層各向異性特徵分析
    3.1.1  頁岩三軸壓縮試驗
    3.1.2  彈性各向異性及其表徵
    3.1.3  強度各向異性及其表徵
  3.2  井壁穩定各向異性力學模型
    3.2.1  坐標轉換關係
    3.2.2  控制方程組
    3.2.3  應力分佈求解
    3.2.4  井周有效應力
    3.2.5  失穩判別準則
  3.3  井壁穩定算例分析
    3.3.1  彈性各向異性算例
    3.3.2  各向異性地層算例
    3.3.3  現場案例分析
第4章  各向異性地層井壁穩定流-固耦合理論
  4.1  各向異性地層流-固耦合數學模型
    4.1.1  坐標轉換
    4.1.2  本構方程

    4.1.3  輸運方程
    4.1.4  控制方程
  4.2  各向異性地層流-固耦合有限元建模
    4.2.1  廣義平面應變有限元求解
    4.2.2  廣義平面應變有限元模型
    4.2.3  有限元模型驗證
    4.2.4  井壁穩定準則與指標
  4.3  各向異性地層井壁穩定模擬結果分析
    4.3.1  彈性參數各向異性的影響
    4.3.2  滲透率各向異性的影響
    4.3.3  層理傾角的影響
    4.3.4  井斜角的影響
    4.3.5  彈性、強度、滲透率各向異性影響的對比
第5章  泥頁岩地層井壁穩定流-固-化耦合理論
  5.1  泥頁岩地層井周壓力傳遞模型
    5.1.1  滲透和擴散特徵描述
    5.1.2  井周壓力傳遞模型建立
    5.1.3  井周壓力傳遞模型求解
    5.1.4  頁岩壓力傳遞物模實驗
    5.1.5  模型耦合係數反演方法
    5.1.6  井周壓力傳遞規律分析
  5.2  井壁穩定流-固-化耦合評價方法
    5.2.1  井周圍岩應力分佈模型
    5.2.2  頁岩井壁穩定性判別準則
    5.2.3  井壁穩定流-固-化耦合模型求解方法
  5.3  頁岩井壁穩定實例分析
    5.3.1  井周孔隙壓力分佈特徵
    5.3.2  井周地層失穩區域預測
    5.3.3  實際坍塌壓力與失穩區域
第6章  泥頁岩地層井壁穩定熱-流-固-化多場耦合理論
  6.1  井周圍岩熱-流-固-化多場耦合模型與求解
    6.1.1  本構方程
    6.1.2  輸運方程
    6.1.3  控制方程
    6.1.4  多場耦合控制方程有限元格式
    6.1.5  多場耦合有限元模型的求解
    6.1.6  多場耦合有限元模型的驗證
  6.2  熱-流-固-化耦合下井壁穩定判別準則
    6.2.1  岩石強度弱化規律
    6.2.2  井壁穩定判別準則
    6.2.3  歸一化屈服區面積
  6.3  深層頁岩井周圍岩多場耦合與穩定性規律
    6.3.1  不同耦合模式下多物理場演化規律
    6.3.2  井周地層含水率與強度分佈規律
    6.3.3  深層頁岩井周失穩模式與演化規律
    6.3.4  不同耦合模式下井壁失穩演化規律
    6.3.5  深層頁岩井壁穩定參數敏感性分析
    6.3.6  深層頁岩井壁穩定參數敏感性排序
  6.4  多場耦合下深層頁岩井壁穩定分析實例
    6.4.1  實例井

    6.4.2  實例井
第7章  動載荷對井壁穩定的影響規律研究
  7.1  岩石彈塑性損傷本構關係
  7.2  鑽柱碰撞與壓力波動對井壁穩定的影響
    7.2.1  井壁穩定有限元模型
    7.2.2  動載荷作用下井壁穩定演化規律
    7.2.3  不同動載荷對井壁穩定的影響
    7.2.4  鑽柱碰撞對井壁穩定的影響規律
    7.2.5  壓力波動對井壁穩定的影響規律
  7.3  鑽具動力刮擦對井壁穩定的影響
    7.3.1  井壁穩定有限元模型
    7.3.2  規則圓形井眼穩定性模擬結果分析
    7.3.3  不規則井眼穩定性模擬結果分析
第8章  基於可靠度理論的井壁穩定評價方法
  8.1  井壁穩定可靠度評價方法
    8.1.1  井壁穩定可靠度評價理論
    8.1.2  井壁應力分佈模型
    8.1.3  井壁坍塌壓力模型
    8.1.4  井壁破裂壓力模型
    8.1.5  蒙特卡羅隨機模擬方法
  8.2  井壁穩定可靠度算例分析
    8.2.1  輸入參數不確定性分析
    8.2.2  隨機模擬取樣次數的確定
    8.2.3  確定條件下井壁穩定分析
    8.2.4  不確定條件下井壁失穩風險
    8.2.5  崩落寬度對坍塌失穩風險的影響
  8.3  井壁穩定參數敏感性分析
    8.3.1  參數均值敏感性分析
    8.3.2  參數變異係數敏感性分析
  8.4  含置信度的坍塌和破裂壓力剖面
    8.4.1  含置信度的井壁穩定分析步驟
    8.4.2  含置信度的坍塌和破裂壓力剖面算例
參考文獻
編後記

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