鉆井液作用下井壁巖體滲流-應力耦合研究.pdf

1、裂隙巖體滲流場與應力場耦合研究是巖土力學中一個很有意義的課題。應力場通過影響巖體體變與孔隙率而改變巖體滲透性能,進而影響其滲流場;同時,巖體體變將改變滲流場的分布,反過來又引起孔隙水壓力分布的變化,從而影響應力場,這種相互影響即為滲流場與應力場的耦合作用。建立巖體滲透性與應力場的函數(shù)關系,便建立了裂隙巖體滲流場與應力場耦合關系。本文在充分認識國內(nèi)外巖體滲流-應力耦合研究發(fā)展現(xiàn)狀的基礎上,基于鉆井工程中井壁巖體滲流場及應力場受鉆井液作用影

2、響的工程背景,對鉆井液作用下井壁巖體滲流-應力耦合作用進行研究。采用有限元方法,運用雙場迭代法進行井壁巖體滲流-應力耦合分析。研究成果主要有以下幾個方面:
　　1.無裂隙巖體滲流-應力耦合模型。根據(jù)滲流力學、彈塑性力學及巖土力學等理論,建立無裂隙情況下,巖體滲流-應力耦合的控制方程,耦合效應采用有效應力原理進行分析,并給出了定解條件。
　　2.單裂隙巖體的滲流-應力耦合模型與算例驗證。描述裂隙巖體的滲透性,研究單裂隙巖體滲透

3、性及力學變形機制,建立其滲流-應力耦合模型?；谟邢拊浖?分析土石壩滲流-應力耦合作用,其耦合方程選取滲透系數(shù)與正應力的負指數(shù)函數(shù)關系式,對有裂縫與無裂縫條件下的土石壩滲流-應力耦合進行數(shù)值分析。
　　3.鉆井液作用下井壁巖體滲流-應力耦合模型與實例分析?；诰谑芰η闆r分析,建立鉆井液液柱壓力存在時,井壁巖體的應力場理論模型,導出井壁巖體滲流-應力耦合數(shù)學模型。基于GHX-106井工程實例,提取數(shù)值計算的滲流系數(shù)與材料參數(shù)等;