力(MPa)36水平最大主应力(MPa)61.5水平最小主应力(MPa)52.39上覆岩石压力(MPa)56.35有效应力系数0.72泊松比0.2地层孔隙度(%)4.87岩石内摩擦角(°)40岩石内聚力(MPa)18注:部分数据来自《含气页岩组分构成与岩石力学特性》一文。1.3.1井斜角对坍塌压力的影响采用斜井井壁破坏力学模型,利用所给数据,得出不同井斜角和井眼方位(与最大水平主应力之间夹角)下页岩气水平井的井壁最大当量坍塌密度,及同一方位角下不同井周角及井斜角下井壁最大当量坍塌密度。见图3.2。图3.2坍塌压力随井斜角变化规律从图3.2中可以看出,方位角一定时,随着井斜角的不断增加,最大当量坍塌密度不断降低,即坍塌压力不断降低,井壁稳定性越好。当井斜角为90°时,坍塌压力最低,井眼最稳定,因此钻水平井或大斜度井比钻直井的井壁稳定性要好。钻井工程方案图3.3不同方位、井斜下当量坍塌密度同井周角变化规律从图3.3中可以看出在方位角一定时,随着井斜角的增加,当量坍塌密度随着井周角变化越小,也就表明井眼越规则,90°条件下最好。当井斜角为90°条件下,不同方位下当量坍塌密度变化范围为:①30°时:0.92~0.922g/cm3;②60°时:0.888~1.017g/cm3;③75°时:0.876~1.047g/cm3;④90°时:0.871~1.057g/cm3。从图3.1和图3.2中可以得出:该区块钻水平井或大斜度井井壁稳定性较直井要好。1.3.2方位角对坍塌压力的影响当井斜角为90°时,通过井壁破坏力学模型计算,得出不同方位下井壁最大当量坍塌密度。得出当方位角与最大水平主应力之间夹角为30°时,最大当量坍塌密度最小,见图3.4。图3.5为不同方位角下,当量坍塌密度随井周角变化情况。从图中可以得出当方位角与最大水平主应力成30°角时,当量坍塌密度变化范围最小,井周各处几乎一致。
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