裸眼完井的出砂預(yù)測(cè)研究論文

1、<p><b>　　前 言</b></p><p>　　在石油開(kāi)采過(guò)程中，由水動(dòng)力沖刷等作用引起的疏松砂巖儲(chǔ)層出砂是導(dǎo)致儲(chǔ)層損害和產(chǎn)能降低的主要原因。出砂不僅會(huì)導(dǎo)致油井減產(chǎn)或停產(chǎn)及地面和井下設(shè)備的腐蝕，而且會(huì)使套管損壞、油井報(bào)廢。采用裸眼完井的油井,其地層一般具有較高的強(qiáng)度，只有在地層發(fā)生破壞時(shí)，才會(huì)引起出砂。</p><p>　　出砂預(yù)測(cè)技術(shù)有一定難度，單

2、項(xiàng)技術(shù)預(yù)測(cè)準(zhǔn)確性不高，國(guó)內(nèi)在此方面研究較少。已開(kāi)發(fā)油田根據(jù)歷史數(shù)據(jù)擬合預(yù)測(cè)出砂，新開(kāi)發(fā)區(qū)只能根據(jù)測(cè)井資料，根據(jù)部分經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算預(yù)測(cè)出砂。只是在近期認(rèn)識(shí)到出砂預(yù)測(cè)技術(shù)的重要作用。國(guó)外在出砂預(yù)測(cè)方面研究較早，現(xiàn)已開(kāi)發(fā)出大尺寸出砂試驗(yàn)?zāi)M系統(tǒng)、多種出砂理論模型及軟件，向提高預(yù)測(cè)準(zhǔn)確性方向發(fā)展。因此，對(duì)其中的裸眼完井出砂進(jìn)行預(yù)測(cè)是非常有必要的。</p><p><b>　　1 選題背景</b><

3、;/p><p><b>　　1.1 題目來(lái)源</b></p><p>　　該題目來(lái)源于科研項(xiàng)目。</p><p>　　1.2 裸眼完井出砂預(yù)測(cè)的目的和意義</p><p>　　油井出砂是石油開(kāi)采遇到的重要問(wèn)題之一, 每年要花費(fèi)大量人力、物力和財(cái)力進(jìn)行防治和研究。出砂不僅會(huì)導(dǎo)致油井減產(chǎn)或停產(chǎn)以及地面和井下設(shè)備磨蝕, 而且會(huì)使套

4、管損壞、油井報(bào)廢。出砂機(jī)理作為出砂預(yù)測(cè)和防砂的理論基礎(chǔ), 越來(lái)越受到人們的重視。但是此類研究十分困難, 因?yàn)? ①油田開(kāi)發(fā)在地層深處進(jìn)行, 在地面無(wú)法直接觀測(cè); ②地層巖石的力學(xué)性質(zhì)變化很大; ③隨著生產(chǎn)的進(jìn)行和各種增產(chǎn)措施的實(shí)施, 使儲(chǔ)層變得十分復(fù)雜; ④油井出砂受諸多因素的影響, 如地質(zhì)力學(xué)因素(原地應(yīng)力狀態(tài)、孔隙壓力、原地層溫度、地質(zhì)構(gòu)造等)、砂巖儲(chǔ)層的綜合性質(zhì)(井深、巖石的強(qiáng)度和變形特征、孔隙度、滲透率、泄流半徑、流體的組成即油

5、氣水的含量及分布等、粘土含量、砂粒尺寸和形狀以及壓實(shí)情況等)、工程因素(包括完井類型、井身結(jié)構(gòu)參數(shù)、完井液的性能、增產(chǎn)措施、生產(chǎn)工藝參數(shù)等)。這些因素和參數(shù)相互作用、相互影響, 使出砂問(wèn)題的理論研究變得十分復(fù)雜, 對(duì)于某一油田, 只憑現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)很難決定哪些因素是地層出砂的主要因素。因此, 要根據(jù)不同的地層、不同的完井方法以及出砂的不同過(guò)程采取不同的研究方法。采用裸眼完井的油井, 防砂的關(guān)鍵在于防止地層發(fā)生剪切</p><

6、;p>　　1.3 油氣井出砂的影響因素</p><p>　　出砂現(xiàn)象是油氣開(kāi)采過(guò)程中由于儲(chǔ)層膠結(jié)疏松，流體的沖刷而導(dǎo)致射孔孔道附近或井底地帶砂巖層結(jié)構(gòu)被破壞，使得沙粒隨流體從油層中運(yùn)移出來(lái)的現(xiàn)象。</p><p>　　根據(jù)油井生產(chǎn)過(guò)程所觀察到的出砂現(xiàn)象，出砂可分為不穩(wěn)定出砂，連續(xù)性出砂和突發(fā)性出砂。</p><p>　　油層出砂一般以兩種方式產(chǎn)生：一個(gè)是砂巖體

7、中的游離砂隨油、氣流逸出，另一個(gè)是砂巖的骨架破壞，造成出砂。通常出砂與砂巖的膠結(jié)強(qiáng)度、應(yīng)力狀態(tài)和開(kāi)采方式有關(guān)，其出砂的原因簡(jiǎn)單的說(shuō)有以下幾個(gè)方面：</p><p>　　（1）產(chǎn)層膠結(jié)狀況對(duì)出砂的影響</p><p>　　砂巖膠結(jié)的好壞是引發(fā)出砂的直接因素。高含水開(kāi)發(fā)期由于水含量增大使產(chǎn)層物性發(fā)生變化，受水浸的影響，膠結(jié)物中的粘土礦物水化膨脹和運(yùn)移，損害膠結(jié)物，砂粒失去膠結(jié)，僅靠圍巖壓力和相

8、互摩擦力難以限制其運(yùn)移。同時(shí)孔隙內(nèi)的滲流速度逐漸增大，對(duì)砂粒的拖曳力增加，使砂粒運(yùn)移明顯加快。油層在流體的常年沖蝕下，膠結(jié)剝離，部分骨架遭到破壞，而被液流帶入井筒，造成出砂。</p><p>　　（2）地應(yīng)力對(duì)出砂的影響</p><p>　　在膠結(jié)砂巖地層中，由于地應(yīng)力非均勻性的影響，井壁周圍某些方位地層將遭受較高的壓應(yīng)力集中，而導(dǎo)致該方位地層先于其他方位地層剪切屈服、出砂。因此，對(duì)這些方

9、位進(jìn)行選擇性避射將有利于防砂和延長(zhǎng)油井的開(kāi)采壽命。</p><p>　　（3）流速及生產(chǎn)壓差對(duì)出砂的影響</p><p>　　當(dāng)砂巖骨架破壞后，在較高液流的沖刷下，使破碎的骨架砂大量逸出，造成大量出砂。在小流速、低壓差下，砂礫可能排列成穩(wěn)定的砂拱，當(dāng)液流流速高、內(nèi)外壓差增大時(shí)，穩(wěn)定砂拱被破壞，不能阻擋砂礫。在高速流體沖刷下，射孔孔道或井壁處的砂拱破壞，砂礫大量逸出。</p>

10、<p>　?。?）油層開(kāi)采后期地層壓差對(duì)出砂的影響</p><p>　　油層開(kāi)采之前，砂礫骨架之間的接觸應(yīng)力與地層壓力共同作用承載著上覆巖層壓力，即，其中是上覆巖層壓力，為地層壓力，為砂礫骨架的接觸應(yīng)力。當(dāng)?shù)貙訅毫ο陆递^多，且砂巖層又由于膠結(jié)疏松而強(qiáng)度降低時(shí)，會(huì)大于骨架之間的承載能力而將砂巖層壓碎，造成大量出砂。</p><p>　　（5）介質(zhì)變化對(duì)出砂的影響</p>

11、<p><b>　　1）水對(duì)出砂的影響</b></p><p>　　2）油流粘度對(duì)出砂的影響</p><p>　　3）流體PH值對(duì)出砂的影響</p><p>　　4）溫度對(duì)出砂的影響</p><p>　　（6）塑性區(qū)滲透率對(duì)出砂的影響</p><p>　　塑性區(qū)滲透率由于壓實(shí)及來(lái)自遠(yuǎn)

12、處細(xì)砂的堵塞而減少，從而增大流區(qū)的流動(dòng)壓力梯度，進(jìn)而易造成拉破壞出砂。</p><p>　?。?）氣侵對(duì)出砂的影響</p><p>　　氣體對(duì)出砂產(chǎn)生影響可以從兩個(gè)方面來(lái)說(shuō)明，一是由于賈敏效應(yīng)的存在，流體的阻力增大，也就是對(duì)砂粒的拖曳力增加，因此使出砂量增加；二是由于地層有消泡作用，氣泡前破后繼，這樣多巖石骨架作用于交變應(yīng)力，可能使其產(chǎn)生疲勞破壞。</p><p>

13、　　（8）交替開(kāi)、關(guān)井對(duì)出砂的影響</p><p>　　開(kāi)、關(guān)井一方面可引起孔腔壁附近巖石的疲勞，另一方面可加劇其剪切破壞，從而在流體力的作用下使出砂更嚴(yán)重。</p><p>　　（9）程度及射孔參數(shù)對(duì)出砂的影響</p><p>　　射孔完善程度好的孔道液流流速高，攜砂能力強(qiáng)，高速液流攜帶地層砂沖刷防砂屏障，很快造成防砂失效。試驗(yàn)證明，井斜角的增加、孔密的增加、液流

14、的增加、或者分布方式從螺旋到水平再到垂直的改變都會(huì)使出砂量增加。</p><p>　?。?0）不適當(dāng)?shù)拇胧┗蚬芾韺?duì)出砂的影響</p><p>　　不當(dāng)?shù)脑霎a(chǎn)措施（如酸化或壓裂）或管理（如造成井下過(guò)大的壓力激動(dòng)）都會(huì)引起地層出砂。</p><p>　　綜上所述，影響地層出砂的因素十分復(fù)雜，歸納起來(lái)主要有：原地應(yīng)力、巖石強(qiáng)度、地層壓力衰減、生產(chǎn)壓差或流速、地層是否含水和

15、含水率大小、射孔參數(shù)以及不適當(dāng)?shù)脑霎a(chǎn)措施或管理等方面。對(duì)弱膠結(jié)疏松砂巖地層分析并找出影響地層出砂的因素以及對(duì)油氣層的出砂預(yù)測(cè)進(jìn)行系統(tǒng)研究，是優(yōu)化防砂方式、減少完井成本、最大限度提高油氣井產(chǎn)能的有力保證。</p><p>　　1.4 出砂預(yù)測(cè)的方法</p><p>　　出砂量的預(yù)測(cè)是一個(gè)世界性的難題，由于它的影響因素多，各因素之間的相關(guān)性強(qiáng)，因此很難確立出砂量的明確計(jì)算方法。目前出砂預(yù)測(cè)方法

16、有如下幾種。</p><p><b>　?。?）現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)法</b></p><p><b>　　1）巖心觀察</b></p><p><b>　　2）DST測(cè)試</b></p><p><b>　　3）鄰井狀態(tài)觀察</b></p><p

17、><b>　?。?）室內(nèi)試驗(yàn)法</b></p><p>　?。?）經(jīng)驗(yàn)類比分析法</p><p><b>　　1）孔隙度法</b></p><p><b>　　2）聲波時(shí)差法</b></p><p><b>　　（4）出砂指數(shù)法</b></p&

18、gt;<p><b>　?。?）經(jīng)驗(yàn)法</b></p><p><b>　　1）聲波時(shí)差法</b></p><p>　　2）法（斯論貝謝公司方法）</p><p>　　3）組合模量法（Mobil公司方法）</p><p><b>　?。?）力學(xué)計(jì)算法</b><

19、;/p><p>　　但是很難用一種方法準(zhǔn)確預(yù)測(cè)一口生產(chǎn)井全過(guò)程中是否出砂和何時(shí)出砂，只有通過(guò)多種預(yù)測(cè)方法才能使預(yù)測(cè)比較可靠。</p><p>　　２ 地層巖石物理參數(shù)及部分計(jì)算公式</p><p>　　2.1 地層巖石物理參數(shù)</p><p>　　2.1.1 縱橫聲波速度</p><p>　　聲波速度測(cè)井是測(cè)量地層聲波速度

20、的測(cè)井方法。聲波測(cè)井中聲源發(fā)射的聲波能量較小，作用在巖石上的時(shí)間很短，所以對(duì)聲波來(lái)說(shuō)，巖石看作是彈性體。因此可用彈性波在介質(zhì)中的傳播規(guī)律來(lái)研究聲波在巖石中的傳播特性。在均勻無(wú)限地層中，聲波主要取決于巖石的彈性和密度?？梢?jiàn)，若測(cè)出聲波在地層中的傳播速度，則可反映該地層的彈性狀態(tài)。</p><p>　　聲波速度測(cè)井可測(cè)量滑行波通過(guò)地層傳播的時(shí)差，縱波時(shí)差和橫波時(shí)差，可從由測(cè)井公司提供的測(cè)井曲線或磁盤數(shù)據(jù)中得到，經(jīng)過(guò)換

21、算即可得到縱、橫聲波速度為：</p><p><b>　?。?-1）</b></p><p><b>　?。?-2）</b></p><p>　　在大部分的油田測(cè)井作業(yè)中，并不做全波列測(cè)井，即缺失橫波測(cè)井資料，因此，針對(duì)某一地層，就要借助經(jīng)驗(yàn)公式來(lái)估計(jì)橫波速度。對(duì)于大多數(shù)地層，其泊松比一般在0.2～0.3之間，因此有：&l

22、t;/p><p><b>　　（2-3）</b></p><p>　　基于回歸的經(jīng)驗(yàn)公式有：</p><p><b>　?。?-4）</b></p><p><b>　　（2-5）</b></p><p>　　2.1.2 泥質(zhì)含量</p>&l

23、t;p>　　自然伽馬測(cè)井是在井內(nèi)測(cè)量巖石中自然存在的放射性核素衰變過(guò)程中放射出來(lái)的射線的強(qiáng)度，它可用于劃分巖性，估算地層泥質(zhì)含量。</p><p>　　由于泥質(zhì)顆粒細(xì)小，具有較大的比面，使它對(duì)放射性物質(zhì)有較大的吸附能力，并且沉積時(shí)間長(zhǎng)，有充分的時(shí)間與溶液中的放射性物質(zhì)一起沉積下來(lái)，所以泥質(zhì)有較高的放射性。在不含放射性礦物的情況下，泥質(zhì)含量的多少就決定了沉積巖石的放射性強(qiáng)弱。所以有可能利用自然伽馬測(cè)井資料來(lái)估

24、算泥質(zhì)的體積含量，相對(duì)值法如下：</p><p><b>　?。?-6）</b></p><p><b>　　（2-7）</b></p><p>　　式中　—泥質(zhì)的體積含量；</p><p>　　—希爾奇指數(shù)，與地質(zhì)時(shí)代有關(guān)，可根據(jù)取心分析資料與自然伽馬測(cè)井值進(jìn)行統(tǒng)計(jì)確定，對(duì)于第三系地層取值3.7，

25、老地層取2；</p><p><b>　　—泥質(zhì)含量指數(shù)；</b></p><p>　　，，—目的地層、純泥巖層的和純砂巖層的自然伽馬值。</p><p>　　2.2 利用測(cè)井資料解釋巖石力學(xué)參數(shù)和地層地應(yīng)力</p><p>　　巖石力學(xué)特性參數(shù)包括巖石泊松比、楊氏模量、切變模量、體積模量、巖石硬度、抗剪強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度、

26、抗鉆強(qiáng)度等。這些參數(shù)可以通過(guò)兩種方法確定，一種是用鉆井所得的巖心，在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)模擬巖石在地下所處的環(huán)境進(jìn)行實(shí)測(cè)。另一種方法是利用測(cè)井曲線進(jìn)行反算。后一種方法由于其資料充足，且可以得到連續(xù)的計(jì)算剖面，一直是石油鉆井科技人員積極探索努力的方向，目前已取得了一些可以應(yīng)用的成熟方法。</p><p>　　（1）巖石特性參數(shù)的理論計(jì)算公式</p><p><b>　　1) 巖石的泊松比<

27、;/b></p><p><b>　　（2-8）</b></p><p>　　式中　—泊松比，無(wú)因次；</p><p>　　，—巖石的橫波和縱波時(shí)差，；</p><p>　　，—巖石的橫波和縱波速度，。</p><p><b>　　2) 楊氏模量</b></p&g

28、t;<p><b>　?。?-9）</b></p><p>　　式中　—楊氏模量，MPa;</p><p>　　—巖石的容積密度，。</p><p><b>　　3) 剪切模量</b></p><p><b>　　（2-10）</b></p><

29、;p>　　式中　—剪切模量，MPa。</p><p><b>　　4) 體積模量</b></p><p><b>　?。?-11）</b></p><p>　　式中　—體積模量，MPa。</p><p><b>　　（2）計(jì)算式的選用</b></p><

30、;p><b>　　1) 巖石抗壓強(qiáng)度</b></p><p><b>　?。?-12）</b></p><p>　　式中　—巖石中的泥質(zhì)含量，無(wú)因次。</p><p><b>　　2) 巖石粘聚力</b></p><p><b>　?。?-13）</b&g

31、t;</p><p><b>　　3) 巖石內(nèi)摩擦角</b></p><p><b>　?。?-14）</b></p><p>　　（3）用測(cè)井資料解釋地層地應(yīng)力</p><p>　　地層間或?qū)觾?nèi)的不同巖性巖石的物理特性，力學(xué)特性和地層孔隙壓力異常等方面的差別造成了層間或?qū)觾?nèi)地應(yīng)力分布的非均勻性。地

32、應(yīng)力大小是隨地層性質(zhì)變化的：山前構(gòu)造地帶地應(yīng)力主要來(lái)源于上覆地層壓力及地質(zhì)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的構(gòu)造力，在不同性質(zhì)的地層由于其抵抗外力的變形性質(zhì)不同，因而其承受構(gòu)造力也不相同。若依靠實(shí)測(cè)找尋層內(nèi)或?qū)娱g地應(yīng)力的分布規(guī)律，這是不切實(shí)際的。因此，可結(jié)合測(cè)井資料和分布地應(yīng)力解釋模型，可分析 層間或?qū)觾?nèi)地應(yīng)力大小。</p><p>　　測(cè)井資料具有連續(xù)、來(lái)源廣、成本低的特點(diǎn)，因而結(jié)合分層地應(yīng)力理論，建立分層地應(yīng)力剖面測(cè)井解釋技術(shù)，

33、具有非常重要的意義。</p><p>　　對(duì)于構(gòu)造平緩地區(qū)，其水平主地應(yīng)力主要來(lái)自于上覆地層壓力，另一部分來(lái)源于地質(zhì)構(gòu)造力，此時(shí)分地應(yīng)力計(jì)算模型為：</p><p><b>　?。?-15）</b></p><p>　　式中 ，—表征構(gòu)造運(yùn)動(dòng)激烈程度的構(gòu)造應(yīng)力系數(shù)；</p><p>　　，，—水平最大，最小地應(yīng)力和上覆

34、壓力；</p><p><b>　　—地層孔隙壓力；</b></p><p><b>　　—地層泊松比；</b></p><p><b>　　—有效應(yīng)力系數(shù)。</b></p><p>　　3 裸眼完井出砂的模型建立</p><p>　　3.1 裸眼完井的

35、特點(diǎn)</p><p>　　裸眼完井是指完井時(shí)井底的儲(chǔ)集層是裸露的，只在儲(chǔ)集層以上用套管封固的完井方法。裸眼完井可分為先期裸眼完井和后期裸眼完井。</p><p>　　裸眼完井只適用與在孔隙型、裂縫型、裂縫——孔隙型或孔隙——裂縫型堅(jiān)固的均質(zhì)儲(chǔ)集層中使用。儲(chǔ)集層均質(zhì)一般是指產(chǎn)層的滲透性大體相等，堅(jiān)固儲(chǔ)集層是指儲(chǔ)集層的巖石的強(qiáng)度可承受上覆巖石壓力和流體流動(dòng)時(shí)的壓差而不破碎。均質(zhì)儲(chǔ)集層的滲透性可

36、以有較大的范圍，可在0.1~0.01之間。</p><p>　　這種完井方法比較適合于井中只有單一的儲(chǔ)集層，不需分層開(kāi)采，無(wú)含水含氣夾層的井。比較適用的儲(chǔ)集層巖石是石灰?guī)r、堅(jiān)硬的砂巖、泥、頁(yè)巖等。裸眼完井法的優(yōu)點(diǎn)是儲(chǔ)集層直接和井眼連通，油氣流入井眼的阻力最小。尤其是先期裸眼完井的優(yōu)點(diǎn)更為明顯。當(dāng)然，裸眼完井也有缺點(diǎn)。</p><p>　　3.1.1 裸眼完井的優(yōu)點(diǎn)</p>&

37、lt;p>　　(1) 排除了上部地層的干擾，為選用符合打開(kāi)生產(chǎn)層特點(diǎn)的洗井液提供最充足的條件，可以在受污染最小的情況下打開(kāi)儲(chǔ)集層。</p><p>　　(2) 在打開(kāi)儲(chǔ)集層的階段如遇到復(fù)雜情況，可及時(shí)提起鉆具到套管內(nèi)處理，避免事故進(jìn)一步復(fù)雜化。</p><p>　　(3) 縮短了儲(chǔ)集層在洗井液中的浸泡時(shí)間，減少了儲(chǔ)集層的受傷害程度。</p><p>　　(4)

38、 由于是在生產(chǎn)層以上固井，消除了高壓油氣對(duì)封固地層的影響，提高了固井質(zhì)量，儲(chǔ)集層段無(wú)固井中的污染。</p><p>　　3.1.2 裸眼完井的缺點(diǎn)</p><p>　　(1) 適應(yīng)面狹窄，不適應(yīng)于非均質(zhì)地層、弱膠結(jié)地層，不能克服井壁坍塌、產(chǎn)層出砂對(duì)油氣井的影響。</p><p>　　(2) 不能克服產(chǎn)層的干擾，如油、氣、水的互相影響和不同壓力體系的互相干擾。<

39、/p><p>　　(3) 油井投產(chǎn)后難以實(shí)施酸化、壓裂等生產(chǎn)措施。</p><p>　　(4) 先期裸眼完井法是在打開(kāi)產(chǎn)層之前封固地層，但此時(shí)尚不了解生產(chǎn)層的真實(shí)資料，如果在打開(kāi)產(chǎn)層的階段出現(xiàn)特殊情況，會(huì)給后一步的生產(chǎn)帶來(lái)被動(dòng)。</p><p><b>　　3.2 模型的建立</b></p><p>　　3.2.1 利用德魯

40、克-布朗格準(zhǔn)則建立模型</p><p>　?。?）生產(chǎn)過(guò)程中井壁周圍的應(yīng)力分析</p><p>　　假設(shè)井壁周圍的地層為多孔彈性介質(zhì), 井壁周圍的應(yīng)力狀態(tài)可以用以下力學(xué)模型求解: 無(wú)限大平面上, 一圓孔受均勻的內(nèi)壓, 而在這個(gè)平面的無(wú)限遠(yuǎn)處受兩個(gè)水平地應(yīng)力的作用,其垂直方向上受有上覆巖層壓力, 如圖1 所示。</p><p><b>　　井壁圍巖應(yīng)力分布為

41、</b></p><p><b>　?。?-1）</b></p><p>　　式中：——最大水平主應(yīng)力；</p><p>　　——最小水平主應(yīng)力；</p><p><b>　　——垂直主應(yīng)力；</b></p><p>　　——地層中某點(diǎn)所受的徑向應(yīng)力；</p

42、><p>　　——地層中某點(diǎn)所受的周向應(yīng)力；</p><p>　　——地層中某點(diǎn)所受的垂向應(yīng)力；</p><p>　　——地層中原始孔隙壓力；</p><p><b>　　——井眼壓力；</b></p><p>　　——Biot 系數(shù), 對(duì)于疏松砂巖=1；</p><p>&l

43、t;b>　　——泊松比；</b></p><p>　　——地層中某一點(diǎn)距井眼軸線的距離；</p><p><b>　　——井徑；</b></p><p>　　——邊界距井眼軸線的距離。</p><p>　　由于井眼附近產(chǎn)生應(yīng)力集中, 使得井壁上的應(yīng)力最大, 因此將井壁上的應(yīng)力與強(qiáng)度準(zhǔn)則相比較, 便可判斷

44、井眼是否穩(wěn)定。</p><p>　　圖1　井壁受力的力學(xué)模型</p><p>　　假設(shè)邊界在有限的距離處, 即: , 邊界條件為</p><p>　　(3-2) </p><p><b>　　在井壁

45、處邊界條件為</b></p><p>　　(3-3)在生產(chǎn)過(guò)程中井壁為滲透性的，那么</p><p>　　(3-4)井壁處的應(yīng)力分布為</p><p>　　(3-5)式(3-5) 中當(dāng), 即時(shí), 徑向和軸向應(yīng)力達(dá)到最大:</p><p><b>　　(3-6)</b></p><p>

46、　?。?） 出砂預(yù)測(cè)模型的建立</p><p>　　兩個(gè)常用的巖石破壞準(zhǔn)則為Coulomb-Mohr 準(zhǔn)則和Drucker-Prager 準(zhǔn)則。用主應(yīng)力表示的庫(kù)侖—莫爾準(zhǔn)則為</p><p>　　(3-7) </p><p>　　Drucker-Prager準(zhǔn)則為</p><

47、;p>　　(3-8) </p><p><b>　　其中</b></p><p>　　(3-9) </p&

48、gt;<p><b>　　(3-10) </b></p><p>　　式中 ——最大主應(yīng)力；</p><p><b>　　——中間主應(yīng)力；</b></p><p><b>　　——最小主應(yīng)力；</b></p><p>　　——第一偏應(yīng)力不變量；</p>

49、;<p>　　——第二偏應(yīng)力不變量；</p><p>　　，——巖石強(qiáng)度系數(shù)；</p><p>　　——巖石的內(nèi)摩擦角；</p><p><b>　　——巖石的粘聚力。</b></p><p>　　雖然庫(kù)侖—莫爾破壞準(zhǔn)則比較簡(jiǎn)便, 但是它沒(méi)有考慮中間主應(yīng)力的影響, 并且應(yīng)用時(shí)要確定各主應(yīng)力的大小。而在生產(chǎn)過(guò)

50、程中, 井眼附近的應(yīng)力分布是不斷變化的,主應(yīng)力的大小也隨之變化。這樣, 一方面不能忽視中間主應(yīng)力的影響; 另一方面難以確定主應(yīng)力的大小, 給庫(kù)侖—莫爾破壞準(zhǔn)則的使用帶來(lái)不便。因此, 本文采用Drucker -Prager 準(zhǔn)則。假設(shè)儲(chǔ)層壓力在某一時(shí)期內(nèi)保持不變, 則井壁應(yīng)力與生產(chǎn)壓差的關(guān)系為</p><p><b>　　(3-11)</b></p><p>　　利用式

51、(8) 和(11) 可以確定臨界生產(chǎn)壓差∶</p><p><b>　　(3-12)</b></p><p>　　式中 </p><p>　　從式(3-12) 可以看出, 求臨界生產(chǎn)壓差的表達(dá)式十分復(fù)雜，為了分析計(jì)算方便, 在此提出地層穩(wěn)定性指數(shù)S 的概念。令</p><p><b>　　

52、（3-13）</b></p><p>　　當(dāng)S > 0 時(shí), 地層穩(wěn)定;</p><p>　　當(dāng)S = 0 時(shí), 地層處于臨界狀態(tài);</p><p>　　當(dāng)S < 0 時(shí), 地層屈服。</p><p>　　（3）各參數(shù)對(duì)地層穩(wěn)定性的影響</p><p>　　1） 儲(chǔ)層壓力對(duì)地層穩(wěn)定性的影響<

53、;/p><p>　　對(duì)于膠結(jié)強(qiáng)度比較大的儲(chǔ)層, 一般不會(huì)發(fā)生沉降, 隨著孔隙壓力的降低, 有效原地應(yīng)力增大。圖2 是儲(chǔ)層壓力與地層穩(wěn)定性指數(shù)S 間的關(guān)系曲線。假設(shè)原始地應(yīng)力狀態(tài)：；；；，其中，，；。</p><p>　　由圖2可以看出, 隨著儲(chǔ)層壓力的衰減, S 變小, 當(dāng)儲(chǔ)層壓力下降至17M Pa 時(shí), 地層開(kāi)始屈服。地層屈服后, 巖石的力學(xué)強(qiáng)度降低了, 在井眼周圍就產(chǎn)生了一個(gè)弱化區(qū), 隨著

54、巖石的變形, 只要流體的拖曳力或壓力波動(dòng)達(dá)到一定的值, 就會(huì)使井眼周圍的屈服區(qū)砂粒產(chǎn)出。</p><p>　　2）生產(chǎn)壓差對(duì)地層穩(wěn)定性的影響</p><p>　　假設(shè), 原始地應(yīng)力狀態(tài)、巖石的強(qiáng)度系數(shù)、井深、泊松比等參數(shù)同</p><p>　　圖2　儲(chǔ)層壓力衰減對(duì)地層穩(wěn)定性的影響</p><p>　　上。則壓差與地層穩(wěn)定性指數(shù)S 的關(guān)系曲線見(jiàn)

55、圖3。</p><p>　　由圖3可以看出, 隨著生產(chǎn)壓差的增大， S 變小, 當(dāng)生產(chǎn)壓差達(dá)到8.8M Pa 時(shí), 地層開(kāi)始屈服。因此要保持地層穩(wěn)定, 就要使生產(chǎn)壓差保持在8.8M Pa 以下, 根據(jù)這一生產(chǎn)壓差可求出不出砂開(kāi)采的最高產(chǎn)量。</p><p>　　圖3　生產(chǎn)壓差對(duì)地層穩(wěn)定性的影響</p><p>　　3）原始地應(yīng)力狀態(tài)對(duì)地層穩(wěn)定性的影響</p&g

56、t;<p>　　圖4和圖5是在、、、，，，，H=2000m的條件下，的條件下, 最小和最大水平主應(yīng)力與地層穩(wěn)定性指數(shù)的關(guān)系。由圖4、5 可以看出，隨著最小水平主應(yīng)力的減小和最大水平主應(yīng)力的增大, 水平地應(yīng)力不均勻度增加, 地層穩(wěn)定性變差。因此, 準(zhǔn)確地確定原地應(yīng)力狀態(tài)對(duì)出砂預(yù)測(cè)也是十分關(guān)鍵的。</p><p>　　圖4 最小水平主應(yīng)力對(duì)地層穩(wěn)定性指數(shù)的影響</p><p>　

57、　圖5 最大水平主應(yīng)力對(duì)地層穩(wěn)定性指數(shù)的影響</p><p>　　3.2.2　利用庫(kù)侖-莫爾準(zhǔn)則建立模型</p><p>　?。?）井壁圍巖應(yīng)力狀態(tài)分析</p><p>　　井壁附近的巖石處于地層深處，既受地應(yīng)力作用，又受到鉆采擾動(dòng)力等的作用，所以井壁周圍巖體大多處于損傷軟化狀態(tài)，易于發(fā)生剪切破壞而出砂。因此對(duì)井壁的應(yīng)力狀態(tài)進(jìn)行分析對(duì)于預(yù)測(cè)油井出砂具有重要意義。油

58、井井壁由于受流體滲透力作用,井壁圍巖應(yīng)力要重新分布。假設(shè)井壁圍巖是化學(xué)穩(wěn)定的,即巖石充水后沒(méi)有膨脹和收縮,不改變巖石原來(lái)的物理力學(xué)性質(zhì),并假設(shè)巖石內(nèi)的滲流滿足達(dá)西定律,那么只要確定出巖石內(nèi)各部分滲透孔隙壓力的變化規(guī)律，即可求得井壁圍巖的應(yīng)力狀態(tài)。為了進(jìn)行解析分析，可將井壁簡(jiǎn)化為厚壁筒問(wèn)題如圖6所示。厚壁圓筒由多孔材料組成，圓筒中受到流體滲透力的作用,形成一個(gè)孔隙流體壓力場(chǎng)，每點(diǎn)產(chǎn)生滲透力。設(shè)井眼半徑為a，井壁外緣半徑為b ,井底流壓為P

59、a ,遠(yuǎn)場(chǎng)流壓為P0。</p><p>　　考慮滲透情況下井壁圍巖的平衡微分方程為</p><p><b>　?。?-14）</b></p><p>　　式中,Pw 為孔隙壓力,隨r 而變化;ηm 為與巖土材料相關(guān)的常數(shù)。經(jīng)考察,如果用應(yīng)力函數(shù)F 來(lái)確定,并寫成如下形式,即可滿足式(3-14)</p><p><b

60、>　　圖6 井壁力學(xué)模型</b></p><p><b>　　(3-15)</b></p><p>　　用徑向應(yīng)變和切向應(yīng)變表示的變形協(xié)調(diào)方程為</p><p><b>　?。?-16）</b></p><p>　　井壁圍巖的本構(gòu)方程為</p><p>&l

61、t;b>　　(3-17)</b></p><p>　　將式(3-15) 的應(yīng)力代入本構(gòu)方程(3-17) ,再把這樣得到的應(yīng)變代入式(16) ,就可得到以應(yīng)力函數(shù)F 表示的變形協(xié)調(diào)方程</p><p><b>　　(3-18)</b></p><p>　　方程式(3-18) 是控制方程式。只要知道了Pw 的分布規(guī)律,即可解這個(gè)微

62、分方程求F ,從而把F 代入式(3-16)確定在滲透力作用下的應(yīng)力,。假定井壁滲流服從達(dá)西定律,滿足▽2 Pw = 0 ,則井壁孔隙壓力按下列規(guī)律分布</p><p><b>　　(3-19)</b></p><p><b>　　對(duì)上式求導(dǎo)得</b></p><p><b>　　(3-20)</b>&

63、lt;/p><p>　　將式(20) 代入式(18) 得</p><p><b>　　(3-21)</b></p><p><b>　　上式的通解為</b></p><p><b>　　(3-22)</b></p><p>　　因此,井壁的徑向應(yīng)力可表示為&

64、lt;/p><p><b>　　(3-23)</b></p><p><b>　　(3-24)</b></p><p>　　式中, C1 、C2 為待定常數(shù),必須由邊界條件確定。</p><p><b>　　由邊界條件</b></p><p><b&g

65、t;　　得井壁的應(yīng)力為</b></p><p><b>　　(3-25)</b></p><p><b>　　(3-26)</b></p><p>　?。?）出砂預(yù)測(cè)模型的建立</p><p>　　采用裸眼完井的油井，井壁圍巖一般具有較高的強(qiáng)度,只有在地層發(fā)生破壞后，才可能引起出砂。通常

66、井壁圍巖的破壞方式為剪切破壞，根據(jù)Mohr -Coulomb 準(zhǔn)則可知，此時(shí)徑向和切向應(yīng)力滿足</p><p><b>　?。?-27）</b></p><p>　　其中, ，為巖石的內(nèi)摩擦角；為巖石的抗壓強(qiáng)度。</p><p>　　由于剪切破壞一開(kāi)始發(fā)生在井壁,因此井壁剛開(kāi)始破壞時(shí)滿足Mohr - Coulomb 準(zhǔn)則,將井壁的徑向應(yīng)力和切向

67、應(yīng)力代入式(3-23) 并化簡(jiǎn)得</p><p>　　(3-28) </p><p>　　在上式中,可控制的變量只有 ,由上式可求得發(fā)生剪切破壞時(shí)井底流壓為<

68、;/p><p>　　(3-29) </p><p>　　假設(shè)b = ∞,則上式變?yōu)?lt;/p><p><b>　　(3-30)</b></p><p>　　從上式可知,油井出砂時(shí)的臨界井底流壓與巖石強(qiáng)度、地應(yīng)力 和油藏壓力 呈線性關(guān)系。巖石強(qiáng)度越大，出砂時(shí)的臨界井底流壓越大;地應(yīng)力和油藏壓力越大，臨

69、界井底流壓越小。如果假定φ= 30°, = 28MPa , = 15MPa , = 65MPa , = 2/ 3 ,μ= 0. 3 , 則可計(jì)算出臨界井底流壓為: = 3. 08MPa。</p><p>　?。?）儲(chǔ)層參數(shù)對(duì)油井出砂的影響</p><p>　　假定式(3-30) 中,φ= 30°，σh = 28MPa，σc = 60MPa，ηm = 2/ 3，μ=

70、0. 3，則井底流壓與油藏壓力之間的關(guān)系為</p><p>　　（3-31） </p><p>　　圖9 儲(chǔ)層壓力與臨界井底流壓的關(guān)系</p><p>　　圖9 為臨界井底流壓與儲(chǔ)層壓力之間的關(guān)系曲線。從圖9 可看出，儲(chǔ)層壓力越高，臨界井底流壓越高，油井越容易出砂。</p>&

71、lt;p>　　假定式(3-30) 中,φ= 30°,σh = 28MPa , p0 = 15MPa ,σc = 65MPa ,ηm = 2/ 3 ,μ= 0. 3 ,則井底流壓與巖石抗壓強(qiáng)度之間的關(guān)系為</p><p><b>　　(3-32)</b></p><p>　　圖10 臨界井底流壓與巖石抗壓強(qiáng)度的關(guān)系</p><p&g

72、t;　　圖10比較直觀地反映了臨界井底流壓與巖石抗壓強(qiáng)度之間的關(guān)系。從圖10可看出，隨著巖石強(qiáng)度的增加，臨界井底流壓減小。當(dāng)巖石的強(qiáng)度很小時(shí)，臨界井底流壓較高，此時(shí)油井易于出砂。巖石的抗壓強(qiáng)度越大，油井越不容易出砂。</p><p>　　假定地應(yīng)力為變量,其它參數(shù)為常量,如令φ=30°, = 15MPa , = 65MPa ,ηm = 2/ 3 , = 0. 3 ,則根據(jù)式(3-17) 可得</p

73、><p><b>　?。?-33）</b></p><p>　　圖11為臨界井底流壓與地應(yīng)力的關(guān)系，可以看出，地應(yīng)力越大，臨界井底壓力越高，越容易出砂。</p><p>　　圖11 臨界井底流壓與地應(yīng)力的關(guān)系</p><p><b>　　4 應(yīng)用實(shí)例</b></p><p>　　

74、根據(jù)上述所建立的模型，用VB編寫了計(jì)算臨界生產(chǎn)壓差的程序。具體程序代碼見(jiàn)附錄，運(yùn)用本程序?qū)︶槍?duì)渤海油田某井臨界生產(chǎn)壓差進(jìn)行了計(jì)算，得到了井深與臨界生產(chǎn)壓差的關(guān)系曲線圖如下，為實(shí)際的生產(chǎn)施工提供了理論依據(jù)。</p><p>　　圖12 井深與臨界生產(chǎn)壓差的關(guān)系曲線圖</p><p><b>　　5　結(jié)論</b></p><p>　　1）影響油井出

75、砂的因素眾多, 因此要根據(jù)不同的地層、不同的完井方法以及出砂的不同過(guò)程采取不同的方法研究其出砂機(jī)理。</p><p>　　2）通過(guò)分析裸眼井周圍的應(yīng)力分布, 利用Coulomb-Mohr準(zhǔn)則和Drucker-Prager強(qiáng)度準(zhǔn)則, 建立了相應(yīng)的出砂預(yù)測(cè)模型, 提出了地層穩(wěn)定性指數(shù)的概念。并對(duì)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比。</p><p>　　3）儲(chǔ)層壓力增加、地應(yīng)力增大、巖石抗壓強(qiáng)度變小時(shí),臨界井底流壓升

76、高,井壁更易于出砂。</p><p>　　4）生產(chǎn)壓差對(duì)地層穩(wěn)定性具有重要的影響, 隨著生產(chǎn)壓差的增大, 地層穩(wěn)定性變差, 容易引起油井出砂。因此控制生產(chǎn)壓差是減少油井出砂的重要措施。</p><p>　　5）巖石發(fā)生剪切破壞后, 在井壁周圍產(chǎn)生屈服區(qū), 此時(shí)砂粒間只有很小的殘余強(qiáng)度, 這時(shí)它的抗拉強(qiáng)度很小, 較小的流速就能將其沖走。因此對(duì)于采用裸眼完井的強(qiáng)度比較大的地層而言, 防砂的首要

77、任務(wù)在于防止巖石發(fā)生剪切破壞。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 張建國(guó)，程遠(yuǎn)方．砂拱及其穩(wěn)定性模型的推導(dǎo)與驗(yàn)證．石油鉆探技術(shù)．1999，27（1）.</p><p>　　[2] 王艷輝等．油井出砂預(yù)測(cè)技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用綜述．石油鉆采工藝．1994．</p><p>　　[3] 王艷

78、輝等．定向井油氣井出砂模型的建立與參數(shù)分析．石油大學(xué)報(bào)．1995．</p><p>　　[4] 王冠貴等．泥漿漏失、注水壓裂與采油出砂．1985．</p><p>　　[5] 潭建國(guó)．使用ANSYS6.0進(jìn)行有限元分析[M].北京：北京大學(xué)出版社，2002.132-186. </p><p>　　[6] 薄理士A P．工程彈性力學(xué)[M]．張建平，譯.北京：科學(xué)出版

79、社,1995.</p><p>　　[7] 王德新，侯明勛．油層出砂預(yù)測(cè)模型研究[J]．石油大學(xué)學(xué)報(bào)，2000.24(5):17-19．</p><p>　　[8] 劉向君，羅平亞．石油測(cè)井與井壁穩(wěn)定[M]．北京：石油工業(yè)出版社，1999.3-15</p><p>　　[9] 賈乃文．粘塑性力學(xué)及工程應(yīng)用[M]．北京：地震出版社，2000.110-120．</

80、p><p>　　[10] 李介士等編譯．水平井完井及增產(chǎn)技術(shù)．石油工業(yè)出版社，1992．</p><p>　　[11] 水平井開(kāi)采譯文集．石油工業(yè)出版社,1991．</p><p>　　[12] 王鴻勛，張琪．采油工藝原理．石油工業(yè)出版社</p><p>　　[13] 高德利．彈性鉆柱運(yùn)動(dòng)的基本方程問(wèn)題．中國(guó)博士后論文集．北京大學(xué)出版社,1991

81、．</p><p>　　[14] 王艷輝．防砂完井結(jié)構(gòu)及地層的穩(wěn)定性分析.鉆采工藝．1994．(3)</p><p>　　[15] 王鐵軍，鮑春雷，王子龍 等．聚合物瀝青鉆井液的性能及其應(yīng)用．大慶石油學(xué)院學(xué)報(bào)，2004.12，28（6）．</p><p>　　[16] 朱敬明．巖體力學(xué)．中國(guó)建筑工業(yè)出版社．1984．</p><p>　　[1

82、7] Chenevert M. E. and Thompson T. W. :Perforation 18th U. S. Symp. On Rock Mech. Proc, Jun 22-24,1977.</p><p>　　[18] J.P.Lower,Mobil E&P Services Inc,and Steiner Ottesen,Mobil R&DMorp.An Assessment

83、 of the Mechanical Stability of Well Offshore Nigeria SPE 26351</p><p>　　[19] M．A．Addis and N.R. Barton, Norwegian Geotechnical lnst; S.C. Bandis Aristotelian V; and J.P. Henry, Lille V. Laboratory Studies O

84、n The Stability Of Vertial And Deviated Boreholes. SPE 20406</p><p><b>　　致謝</b></p><p>　　這次畢業(yè)設(shè)計(jì)讓我接觸了很多我以前沒(méi)有接觸過(guò)的東西，也讓我學(xué)到了不少知識(shí)。對(duì)出砂的原因、裸眼完井出砂模型的建立有了新的認(rèn)識(shí)，同時(shí)也學(xué)習(xí)了有關(guān)VB的知識(shí)。在這里我對(duì)樓一珊教授的指導(dǎo)深表感謝，

85、是他時(shí)刻督促和指導(dǎo)我完成設(shè)計(jì)，沒(méi)有他的幫助和鼓勵(lì)，就沒(méi)有這篇論文和該程序的完成。同時(shí)也對(duì)給我?guī)椭耐瑢W(xué)和朋友表示感謝。由于水平有限，難免有錯(cuò)誤和不足之處，望大家批評(píng)指正。</p><p><b>　　附錄一 程序代碼</b></p><p>　　Dim sz(16000, 4), GRmin, GRmax, vcl(16000), sf(16000), pa(1600

86、0), ud(16000), dp(16000), s(16000) As Single</p><p>　　Dim zd(16000), zx(16000), vp(16000) As Single</p><p>　　Dim nj(16000) As Single</p><p>　　Dim N As Integer</p><p>　　

87、Private Sub Command1_Click()</p><p>　　CommonDialog1.DialogTitle = "測(cè)井資料文件"</p><p>　　CommonDialog1.Filter = "文本文件|*.txt"</p><p>　　CommonDialog1.CancelError = ture

88、</p><p>　　CommonDialog1.ShowOpen</p><p>　　Text1.Text = CommonDialog1.FileName </p><p>　　If CommonDialog1.FileName = "" Then</p><p><b>　　Exit Sub</b&g

89、t;</p><p><b>　　End If</b></p><p>　　Text4.Text = "0.8"</p><p>　　Text5.Text = "0.2"</p><p>　　Open CommonDialog1.FileName For Input As #1

90、</p><p>　　Dim i, j, k, SL As Integer</p><p><b>　　i = 1 </b></p><p>　　Dim Str, NowStr, TempStr(1 To 4) As String</p><p>　　ss: Do While Not EOF(1)</p>

91、;<p>　　Line Input #1, Str</p><p>　　Str = Trim(Str)</p><p>　　SL = Len(Str)</p><p>　　If SL = 0 Then</p><p><b>　　GoTo ss</b></p><p><b&g

92、t;　　End If</b></p><p><b>　　k = 1</b></p><p>　　For j = 1 To SL</p><p>　　NowStr = Mid(Str, j, 1)</p><p>　　If NowStr <> " " Then</p>

93、;<p>　　TempStr(k) = TempStr(k) + NowStr</p><p>　　ElseIf Mid(Str, j - 1, 1) <> " " Then</p><p><b>　　k = k + 1</b></p><p><b>　　End If</b>

94、;</p><p><b>　　Next j</b></p><p>　　For j = 1 To 4</p><p>　　sz(i, j) = CSng(TempStr(j))</p><p>　　TempStr(j) = ""</p><p><b>　　Next

95、 j</b></p><p>　　If sz(i, 2) > GRmax Then</p><p>　　GRmax = sz(i, 2)</p><p><b>　　End If</b></p><p>　　If GRmin = 0 Then</p><p>　　GRmin =

96、sz(i, 2)</p><p>　　ElseIf sz(i, 2) < GRmin Then</p><p>　　GRmin = sz(i, 2)</p><p><b>　　End If</b></p><p><b>　　i = i + 1</b></p><p>

97、;<b>　　Loop</b></p><p><b>　　'文件讀取結(jié)束 </b></p><p><b>　　N = i - 1</b></p><p>　　Sep = Format(sz(2, 1) - sz(1, 1), "0.00")</p><

98、;p>　　Text2.Text = CStr(Sep) + "米"</p><p>　　Text3.Text = CStr(sz(1, 1)) + "米" + "--" + CStr(sz(N, 1)) + "米"</p><p><b>　　Close #1</b></p&g

99、t;<p><b>　　End Sub</b></p><p><b>　　'數(shù)據(jù)寫入和保存</b></p><p>　　Private Sub Command2_Click()</p><p>　　CommonDialog1.ShowSave</p><p>　　Text6.

100、Text = CommonDialog1.FileName</p><p>　　Open "text6.text" For Output As #2</p><p>　　For i = 1 To N Step 100</p><p>　　Print #2, Format(sz(i, 1), "0.000"), Format(p

101、a(i), "0.000"), Format(dp(i), "0.000"), Format(s(i), "0.000")</p><p><b>　　Next i</b></p><p>　　Close #2 </p><p><b>　　End Sub</b>

102、;</p><p>　　Private Sub Command3_Click() </p><p>　　Dim i, j As Integer</p><p>　　Dim ls(16000, 4), sf1, sf(16000) As Single</p><p>　　For i = 1 To N</p><p>　

103、　For j = 1 To 4</p><p>　　ls(i, j) = sz(i, j)</p><p><b>　　Next j</b></p><p><b>　　Next i</b></p><p>　　' 計(jì)算泥質(zhì)含量貢獻(xiàn)系數(shù)</p><p>　　Dim i

104、gr, gxxs(16000) As Single</p><p>　　For i = 1 To N</p><p>　　igr = (ls(i, 2) - GRmin) / (GRmax - GRmin)</p><p>　　vcl(i) = (2 ^ (3.7 * igr) - 1) / (2 ^ 3.7 - 1)</p><p>　　I

105、f vcl(i) <= 0.2 Then gxxs(i) = 0.6</p><p>　　If vcl(i) >= 0.8 Then gxxs(i) = 0.9</p><p>　　If 0.2 < vcl(i) And vcl(i) < 0.8 Then gxxs(i) = (vcl(i) - 0.2) / (0.9 - 0.6)</p><p

106、><b>　　Next i </b></p><p><b>　　'計(jì)算泊松比</b></p><p>　　Dim vs(16000) As Single</p><p>　　Dim sd As Single</p><p>　　For i = 1 To N</p>&

107、lt;p>　　vp(i) = 0.3048 * 10 ^ 3 / ls(i, 4)</p><p>　　sd = 0.704 * vp(i) - 0.554</p><p>　　vs(i) = sd</p><p>　　ud(i) = (vp(i) ^ 2 - 2 * ((0.704 * vp(i) - 0.554)) ^ 2) / (2 * vp(i) ^

108、2 - (0.704 * vp(i) - 0.554) ^ 2)</p><p><b>　　Next i</b></p><p><b>　　'計(jì)算上覆巖層壓力</b></p><p>　　sf(1) = ls(1, 3) * ls(1, 1) * 0.00981</p><p>　　sf

109、1 = sf(1)</p><p>　　For i = 2 To N</p><p>　　sf(i) = sf(i - 1) + (ls(i, 3) + ls(i - 1, 3)) / 2 * 0.00981 * 0.1</p><p>　　Next i </p><p>　　'計(jì)算最大應(yīng)力和最小應(yīng)力</p>&l

110、t;p>　　For i = 1 To N</p><p>　　zd(i) = (ud(i) / (1 - ud(i)) + Val(Text4.Text)) * (sf(i) - gxxs(i) * 1.03 * 0.00981 * ls(i, 1)) + gxxs(i) * 1.03 * 0.00981 * ls(i, 1)</p><p>　　zx(i) = (ud(i) / (

111、1 - ud(i)) + Val(Text5.Text)) * (sf(i) - gxxs(i) * 1.03 * 0.00981 * ls(i, 1)) + gxxs(i) * 1.03 * 0.00981 * ls(i, 1)</p><p><b>　　Next i</b></p><p>　　'計(jì)算粘聚力和巖石抗壓強(qiáng)度</p><p

112、>　　Dim ky(16000), ys(16000) As Single</p><p>　　For i = 1 To N</p><p>　　ys(i) = ls(i, 3) * (vs(i) * 1000) ^ 2 * (3 * (vp(i) * 1000) ^ 2 - 4 * (vs(i) * 1000) ^ 2) / (1000 * ((vp(i) * 1000) ^ 2

113、- (vs(i) * 1000) ^ 2))</p><p>　　ky(i) = 0.0045 * ys(i) + 0.0035 * ys(i) * vcl(i)</p><p>　　nj(i) = 3.626 * ky(i) * (10) ^ (-6) * ls(i, 3) * ((vp(i) * 1000) ^ 2 - 4 * (vs(i) * 1000) ^ 2 / 3) * (10

114、) ^ (-3)</p><p><b>　　Next i</b></p><p>　　'計(jì)算地層穩(wěn)定性系數(shù)s值</p><p>　　Dim t(16000), p0(16000), Nc(16000), nmcj(16000), B(16000), C(16000), D(16000), f1, f2, f3, J1, J2, J3,

115、 f(16000), t0(16000), c0(16000), c1(16000) As Single</p><p>　　For i = 0 To N</p><p>　　nmcj(i) = (36.545 - 0.4952 * nj(i)) * 3.1415926 / 180</p><p>　　t(i) = gxxs(i) * (1 - 2 * ud(i))

116、 / (1 - ud(i))</p><p>　　p0(i) = 1.03 * 0.00981 * ls(i, 1)</p><p>　　Nc(i) = (1 + Sin(nmcj(i))) / (1 - Sin(nmcj(i)))</p><p>　　pa(i) = (-ky(i) + 2 * zx(i) + (2 / 3) * p0(i) / (1 - gxxs

117、(i))) / (1 + Nc(i) - 4 / 3 - (2 / 3) / (1 - gxxs(i)))</p><p>　　f(i) = Tan(nmcj(i))</p><p>　　t0(i) = 0.5 * ky(i) * ((f(i) * f(i) + 1) ^ 0.5 - f(i))</p><p>　　c0(i) = 3 * t0(i) / ((9 +

118、 12 * f(i) * f(i)) ^ 0.5)</p><p>　　c1(i) = 3 * f(i) / ((9 + 12 * f(i) * f(i)) ^ 0.5)</p><p>　　B(i) = (6 - 8 * c1(i) ^ 2) * t(i) ^ 2 - 18 * t(i) + 18</p><p>　　C(i) = 6 * (t(i) - 2) *

119、 (2 * p0(i) - 3 * zd(i) + zx(i)) + 6 * (t(i) - 1) * (p0(i) - sf(i) - 2 * ud(i) * (zd(i) - zx(i))) + 6 * (3 * zd(i) - zx(i) - p0(i) - sf(i) - 2 * ud(i) * (zd(i) - zx(i))) + 8 * c1(i) * t(i) * (3 * c0(i) + c1(i) * (3 * zd(

120、i) - zx(i) + sf(i) + 2 * ud(i) * (zd(i) - zx(i))))</p><p>　　D(i) = 3 * (2 * p0(i) - 3 * zd(i) + zx(i)) ^ 2 + 3 * (p0(i) - sf(i) - 2 * ud(i) * (zd(i) - zx(i))) ^ 2 + 3 * (3 * zd(i) - zx(i) - sf(i) - 2 * ud(i)

121、 * (zd(i) - zx(i)) - p0(i)) ^ 2 - 18 * c0(i) ^ 2 - 2 * c1(i) ^ 2 * (3 * zd(i) - zx(i) + sf(i) + 2 * ud(i) * (zd(i) - zx(i))) ^ 2 - 12 * c0(i) * c1(i) * (3 * zd(i) - zx(i) + sf(i) + 2 * ud(i) * (zd(i) - zx(i)))</p>

122、<p>　　If (C(i) ^ 2 - 4 * B(i) * D(i)) >= 0 Then</p><p>　　dp(i) = (-C(i) - (C(i) ^ 2 - 4 * B(i) * D(i)) ^ 0.5) / (2 * B(i))</p><p><b>　　End If</b></p><p>　　f1 =

123、p0(i) - dp(i)</p><p>　　f2 = (1 - t(i)) * dp(i) + 3 * zd(i) - zx(i) - p0(i)</p><p>　　f3 = -t(i) * dp(i) + sf(i) + 2 * gxxs(i) * (zd(i) - zx(i))</p><p>　　J1 = (f1 + f2 + f3) / 3</p