DARVISHPOUR Ayoub,SEIFABAD Masoud Cheraghi,WOOD David Anthony,GHORBANI Hamzeh

（1.Department of Mining Engineering,Isfahan University of Technology,Isfahan 415683111,Iran; 2.DWA Energy Limited,Lincoln,LN5 9JP,United Kingdom; 3.Southern Oil Fields,National Iranian Oil Company,Teheran 6173854579,Iran）

0 引言

在鉆井過(guò)程中進(jìn)行井筒穩(wěn)定性分析具有重要意義。若井筒在鉆井過(guò)程中失穩(wěn)，通常會(huì)造成鉆井成本的增加和鉆井效率的降低，甚至導(dǎo)致井筒坍塌。無(wú)論采用何種鉆井技術(shù)（如過(guò)平衡鉆井或欠平衡鉆井），若鉆井過(guò)程中始終保持良好的井筒穩(wěn)定性，則該井在隨后的生產(chǎn)中出現(xiàn)井筒完整性問(wèn)題的可能性亦較小[1-2]。在鉆井作業(yè)設(shè)計(jì)和施工過(guò)程中，保持井筒穩(wěn)定性是學(xué)術(shù)研究和項(xiàng)目施工關(guān)注的重點(diǎn)，所以分析影響井筒穩(wěn)定性的因素至關(guān)重要[3-7]。

鉆井過(guò)程中，井眼軌跡上的巖石不斷被鉆出，而鉆井液柱會(huì)對(duì)井壁施加相應(yīng)的壓力，井筒周圍巖石的應(yīng)力將重新分布[8]，產(chǎn)生誘導(dǎo)應(yīng)力。為了保持井筒穩(wěn)定性，在鉆井過(guò)程中須使用具有合適密度的鉆井液控制井筒的誘導(dǎo)應(yīng)力[9]。剪切破壞和拉伸破壞是引起井眼力學(xué)不穩(wěn)定的主要原因[10]：鉆井液密度超過(guò)上限值，會(huì)引起井壁拉伸破壞；鉆井液密度小于下限值，會(huì)導(dǎo)致井壁剪切破壞[11-13]。安全鉆井液密度的上限值通常根據(jù)鉆井液漏失以及井壁的拉伸破壞確定，而其下限值則依據(jù)井壁的剪切破壞和坍塌確定[14]。

學(xué)者們提出了多種研究井筒穩(wěn)定性的方法。Mclellan[15]將井壁失穩(wěn)的預(yù)測(cè)方法分為3類：經(jīng)驗(yàn)法、確定性方法和概率法，其中概率法又包括數(shù)值分析法、解析分析法以及實(shí)驗(yàn)分析法。Lee等[16]采用網(wǎng)格優(yōu)化有限元法對(duì)井筒穩(wěn)定性進(jìn)行了評(píng)價(jià)。Wang和Sterling[17]應(yīng)用有限元方法分析了疏松砂巖地層中水平井的穩(wěn)定性，尤其是泥餅對(duì)井筒穩(wěn)定性的影響。Salehi等[18]利用有限元法和有限差分法對(duì)井筒穩(wěn)定性進(jìn)行了評(píng)價(jià)，并對(duì)結(jié)果進(jìn)行了驗(yàn)證。數(shù)值模型被廣泛應(yīng)用于井筒失穩(wěn)的研究中，并得出了用以表佂井筒穩(wěn)定性的解析解[19-22]。Manshad等[23]利用 Al-Ajmi和 Zimmerman[24]提出的三維解析模型確定了伊朗南部某油田的鉆井液密度、井筒傾角以及井筒方位角。

FLAC3D[25]（Fast Lagrangian Analysis of Continua in 3 Dimensions）軟件通過(guò)連續(xù)的顯式有限體積分析表征復(fù)雜的行為和關(guān)系，適用于涉及連續(xù)發(fā)生非線性位移和應(yīng)變而導(dǎo)致系統(tǒng)破壞或地下結(jié)構(gòu)坍塌的作業(yè)。本文以伊朗西南部某油田鉆遇Asmari組砂巖儲(chǔ)集層的一口直井為例，采用FLAC3D軟件，根據(jù)鉆遇地層地質(zhì)力學(xué)特征建立井筒的有限體積模型，通過(guò)模擬井筒塑性變形區(qū)的形成確定安全鉆井液密度窗口的上限值和下限值，并評(píng)估巖石強(qiáng)度特性、井筒周圍主要地應(yīng)力和孔隙壓力等對(duì)該井安全鉆井液密度窗口的影響。

1 井筒地質(zhì)力學(xué)特征的確定

大部分鉆井問(wèn)題都與鉆井液特性直接或間接相關(guān)，尤其是鉆井液密度（見圖1）。為了分析井筒的穩(wěn)定性，綜合利用測(cè)井資料、實(shí)驗(yàn)室測(cè)試結(jié)果以及實(shí)際鉆井報(bào)告等，獲得了有關(guān)鉆遇地層的地質(zhì)力學(xué)特征。其中，彈性特征、巖石強(qiáng)度特性、孔隙壓力和地應(yīng)力是需要測(cè)量或計(jì)算的最重要地質(zhì)力學(xué)特性。

1.1 巖石的彈性特征

基于巖石的彈性特征可以確定巖層強(qiáng)度和主要地應(yīng)力[26]，其中泊松比和彈性模量是巖石彈性特征的關(guān)鍵參數(shù)。假設(shè)彈性各向同性，利用聲波測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)，可以通過(guò)（1）式計(jì)算動(dòng)態(tài)彈性模量（Edyn），通過(guò)（2）式計(jì)算動(dòng)態(tài)泊松比（υdyn）：

圖1 鉆井液柱壓力和密度對(duì)井眼破壞類型的影響（根據(jù)文獻(xiàn)[14]修改）

在實(shí)驗(yàn)室模擬儲(chǔ)集層壓力條件下，對(duì)從井筒中提取的巖心樣品進(jìn)行測(cè)試是確定這兩個(gè)彈性參數(shù)的常用方法。然而從油氣井中采集的巖心樣品數(shù)量有限[27]，動(dòng)態(tài)泊松比和彈性模量通常根據(jù)聲波測(cè)井資料通過(guò)（1）式和（2）式計(jì)算得到，并以相鄰井筒中少量巖心樣品測(cè)得的靜態(tài)值作為補(bǔ)充。Asmari組砂巖儲(chǔ)集層巖心測(cè)得的靜態(tài)彈性模量（Esta）和靜態(tài)泊松比（υsta）與根據(jù)其測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)計(jì)算的動(dòng)態(tài)對(duì)應(yīng)參數(shù)存在一定的相關(guān)性，可以通過(guò)（3）式和（4）式表示：

通過(guò)（5）式和（6）式由泊松比和彈性模量計(jì)算得到體積模量（K）和剪切模量（G）。

1.2 巖石的強(qiáng)度特性

在沒有巖心樣品實(shí)驗(yàn)室測(cè)試數(shù)據(jù)的情況下，前人提出了多種與巖石強(qiáng)度有關(guān)并用以量化井筒地質(zhì)力學(xué)特征的關(guān)系。一般來(lái)說(shuō)，這些關(guān)系涉及到對(duì)巖石強(qiáng)度有直接影響的各項(xiàng)參數(shù)，如巖石的彈性模量和孔隙度[28]。其中，單軸抗壓強(qiáng)度（UCS）與彈性模量（E）之間的關(guān)系可以由（7）式表示：

在 FLAC3D建模過(guò)程中，內(nèi)摩擦角（基于Mohr-Coulomb標(biāo)準(zhǔn)，φ）和內(nèi)聚力（C）通常用于表征巖層抗壓強(qiáng)度[29-30]。其中，內(nèi)摩擦角可以通過(guò)（8）式確定[31]：

內(nèi)聚力可以通過(guò)（9）式由單軸抗壓強(qiáng)度和內(nèi)摩擦角計(jì)算得到[32-33]：

為了評(píng)價(jià)井壁拉伸破壞與應(yīng)力集中的關(guān)系，須建立拉伸強(qiáng)度的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。一般來(lái)說(shuō)，巖石的抗拉強(qiáng)度應(yīng)為單軸抗壓強(qiáng)度的1/12～1/8[34]。相關(guān)性分析的結(jié)果表明，儲(chǔ)集層巖石的最佳抗拉強(qiáng)度宜為單軸抗壓強(qiáng)度的 1/10[35-36]。因此，在本研究中將巖石的抗拉強(qiáng)度設(shè)為單軸抗壓強(qiáng)度的1/10。

1.3 孔隙壓力

應(yīng)用鉆桿測(cè)試（DST）得到的孔隙壓力最為準(zhǔn)確，重復(fù)地層測(cè)試（RFT）和模塊地層動(dòng)態(tài)測(cè)試（MDT）也可以快速準(zhǔn)確地測(cè)量地層孔隙壓力。利用這些方法可以測(cè)量井壁特定位置的孔隙壓力，RFT和MDT通過(guò)電纜實(shí)現(xiàn)，特別適用于須在特定層位中進(jìn)行大量近距離重復(fù)性測(cè)試的情況。通過(guò)繪制多井多個(gè)地層孔隙壓力數(shù)據(jù)隨井深變化的關(guān)系圖，可推斷出某特定油田特定地層的地層孔隙壓力。在本研究中，實(shí)測(cè)孔隙壓力數(shù)據(jù)根據(jù)大量RFT測(cè)試得到。

1.4 地應(yīng)力

通常用1個(gè)垂向應(yīng)力和2個(gè)水平應(yīng)力來(lái)表示地層3個(gè)主應(yīng)力，包括最大應(yīng)力和最小應(yīng)力。垂向應(yīng)力代表上覆巖層對(duì)地層施加的壓力，由于上覆巖層的質(zhì)量隨著深度的增加而增大，故而上覆巖層應(yīng)力會(huì)隨著埋藏深度的增加而增加。如果上覆巖層在深度（z）方向上均質(zhì)性較好，則垂向應(yīng)力（σv）為：

如果上覆巖層的密度不均勻且隨深度變化，則某一特定深度D處的垂向應(yīng)力為：

水平應(yīng)力的估算是準(zhǔn)確模擬地應(yīng)力狀態(tài)的關(guān)鍵[37]。各向同性條件下所有方向上的水平應(yīng)力近似相等，這種情況通常發(fā)生在未受地殼內(nèi)部大規(guī)模區(qū)域構(gòu)造運(yùn)動(dòng)（形成區(qū)域褶皺和裂縫）影響的巖層中[38]。然而，在大型地質(zhì)構(gòu)造如背斜、鹽穹或其他構(gòu)造活動(dòng)區(qū)鉆井時(shí)，兩個(gè)方向的水平主應(yīng)力是不同的（即各向異性），可以區(qū)分出最大水平應(yīng)力方向和最小水平應(yīng)力方向[39]。模擬中對(duì)以上兩種情況都要加以考慮。

利用孔隙-彈性水平應(yīng)變模型（PHSM）可以計(jì)算最大（σH）和最小水平應(yīng)力（σh）[40-42]：

其中，Biot系數(shù)可以通過(guò)體積模量計(jì)算得到[43-44]。對(duì)于相對(duì)均質(zhì)的Asmari組砂巖儲(chǔ)集層，設(shè)定Biot系數(shù)為1。需要注意的是，在非均質(zhì)地層中，這樣的假設(shè)不合理[45]。

利用（1）式—（13）式和PHSM，對(duì)所研究油田內(nèi)一口直井4 090～4 095 m層段地質(zhì)力學(xué)參數(shù)進(jìn)行計(jì)算，然后通過(guò)FLAC3D軟件進(jìn)行井筒穩(wěn)定性建模[25]。計(jì)算地質(zhì)力學(xué)參數(shù)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)（基礎(chǔ)案例）為：體積模量20.7 GPa，剪切模量13.0 GPa，內(nèi)聚力34.7 MPa，內(nèi)摩擦角35.7°，最大水平應(yīng)力91.6 MPa，最小水平應(yīng)力57.6 MPa，最大最小水平應(yīng)力之比為1.59，上覆巖層壓力102.5 MPa，孔隙壓力40.0 MPa，井筒半徑10.7 cm，滲透率 110×10-3μm2。

2 安全鉆井液密度窗口及井筒穩(wěn)定性的建模分析

建模前必須仔細(xì)選擇地下結(jié)構(gòu)模型的人工邊界，模型的長(zhǎng)寬比應(yīng)接近1。此外，有限體積模型單元的縱橫比應(yīng)小于 5以避免數(shù)值模擬的性能變差[25]。鑒于近井筒區(qū)域的重要性，井筒周圍區(qū)域的有限體積模型的網(wǎng)格要比遠(yuǎn)離井筒區(qū)域的網(wǎng)格密。在本研究中，將近井筒區(qū)域的平面網(wǎng)格尺寸設(shè)置為1 cm×1 cm；隨著距井筒的距離增加，網(wǎng)格尺寸變大。如圖2所示，考慮到井筒應(yīng)力對(duì)地層的影響深度不超過(guò)2 m，將模型的平面尺寸設(shè)置為2 m×2 m，井筒位于模型中心，垂直高度為5 m。

圖2 FLAC3D模擬中的井筒有限體積模型

結(jié)合前文所定義的井筒幾何形狀以及地層巖石力學(xué)特征，可以對(duì)Asmari組砂巖儲(chǔ)集層的井筒穩(wěn)定性進(jìn)行模擬分析。穩(wěn)定性分析是通過(guò)監(jiān)測(cè)井筒附近尺寸為井眼半徑的0.1倍的網(wǎng)格是否進(jìn)入塑性狀態(tài)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。利用FLAC3D模型分析得出Asmari組砂巖儲(chǔ)集層安全鉆井液密度窗口的上限值和下限值分別為1 634 kg/m3和1 009 kg/m3。當(dāng)鉆井液密度小于1 009 kg/m3時(shí)，井壁產(chǎn)生塑性區(qū)；鉆井液密度大于等于1 009 kg/m3時(shí)，不存在塑性區(qū)，直到鉆井液的密度超過(guò)1 634 kg/m3塑性區(qū)再次出現(xiàn)（見圖3）。圖4所示為根據(jù)該有限體積模型得到的鉆井液密度在安全鉆井液密度窗口外時(shí)井壁應(yīng)力狀況。

確定該井Asmari組砂巖儲(chǔ)集層安全鉆井液密度窗口的依據(jù)與鉆井報(bào)告中記錄的信息和井筒中觀察到的裂縫發(fā)育情況吻合較好。因此，通過(guò)建模分析所確定的該井的安全鉆井液密度窗口（1 009～1 634 kg/m3）是合理的。通過(guò)敏感性分析進(jìn)一步評(píng)估各項(xiàng)地質(zhì)力學(xué)性能對(duì)該地層安全鉆井液密度的影響。采用 FLAC3D模型在確定的安全鉆井液密度窗口內(nèi)對(duì)巖石強(qiáng)度、井筒周圍地應(yīng)力和孔隙壓力進(jìn)行了敏感性分析，調(diào)整用于計(jì)算 Asmari組砂巖儲(chǔ)集層地質(zhì)力學(xué)參數(shù)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，然后利用有限體積模型對(duì)每種條件下的安全鉆井液密度窗口進(jìn)行評(píng)估。

圖3 基礎(chǔ)案例條件下有限體積模型確定的Asmari組砂巖儲(chǔ)集層在安全鉆井液密度窗口內(nèi)的井壁應(yīng)力場(chǎng)

圖4 基礎(chǔ)案例條件下有限體積模型確定的Asmari組砂巖儲(chǔ)集層在安全鉆井液密度窗口外的井壁應(yīng)力場(chǎng)

2.1 巖石的強(qiáng)度特性

由前述可知，內(nèi)聚力和內(nèi)摩擦角是影響巖石強(qiáng)度特性的兩個(gè)重要因素。內(nèi)聚力是巖石顆粒（礦物顆粒和巖石碎片）之間的相互作用力，當(dāng)法向應(yīng)力值為零時(shí)，內(nèi)聚力即為剪切強(qiáng)度，是一種只有在巖石發(fā)生破裂之前才存在的靜力；而內(nèi)摩擦角與巖體內(nèi)部滑動(dòng)面的粗糙度有關(guān)，是一種存在于失效破壞過(guò)程中的動(dòng)態(tài)力[46]。

為了研究?jī)?nèi)聚力對(duì)安全鉆井液密度窗口的影響，除了基礎(chǔ)案例中內(nèi)聚力為34.7 MPa的條件外，還針對(duì)內(nèi)聚力為20～50 MPa時(shí)的情況分別進(jìn)行了評(píng)估?；谟邢摅w積模型中出現(xiàn)塑性狀態(tài)的標(biāo)準(zhǔn)，該內(nèi)聚力范圍內(nèi)對(duì)應(yīng)的安全鉆井液密度窗口如圖5所示。敏感性分析結(jié)果表明當(dāng)內(nèi)聚力減小時(shí)，安全鉆井液密度窗口變窄（即安全鉆井液密度的最大和最小值之間的差值變?。?。這說(shuō)明如果井壁巖石的內(nèi)聚力較小，則井壁失穩(wěn)的風(fēng)險(xiǎn)較大，防止井壁失穩(wěn)的鉆井液密度窗口較窄。

圖5 內(nèi)聚力對(duì)安全鉆井液密度窗口的影響

利用相同的敏感性分析方法，研究了內(nèi)摩擦角對(duì)安全鉆井液密度窗口的影響?；A(chǔ)案例中內(nèi)摩擦角設(shè)定為35.7°，敏感性分析過(guò)程中取內(nèi)摩擦角為20°～50°，在不同的內(nèi)摩擦角條件下，對(duì)應(yīng)的安全鉆井液密度的上限值和下限值如圖6所示。與內(nèi)聚力的變化規(guī)律類似，內(nèi)摩擦角越小，安全鉆井液密度窗口越窄，井筒失穩(wěn)風(fēng)險(xiǎn)就越大。

圖6 內(nèi)摩擦角對(duì)安全鉆井液密度窗口的影響

2.2 井筒周圍的地應(yīng)力

在鉆開地層之前，地層的主要應(yīng)力場(chǎng)稱為地應(yīng)力，通常將地應(yīng)力分為 3個(gè)分量，即垂向應(yīng)力（上覆巖層應(yīng)力）、最大水平應(yīng)力以及最小水平應(yīng)力。鉆開地層后，井眼軌跡上的巖石以巖屑的方式被移出井筒，由井壁承受原先巖石支撐的應(yīng)力。井壁應(yīng)力取決于井筒的方位以及影響井筒處地層的主要地應(yīng)力場(chǎng)[47]。鉆井前地層通常處于穩(wěn)定的應(yīng)力平衡狀態(tài)，一旦鉆開地層，井壁周圍的應(yīng)力分布將受到擾動(dòng)，進(jìn)而破壞井筒的穩(wěn)定性。井壁或井壁附近的擾動(dòng)應(yīng)力場(chǎng)可用 3種不同的應(yīng)力來(lái)表示（見圖7中紅色箭頭）：①?gòu)木仓行南蛲馐┘拥膹较驊?yīng)力；②沿井壁圓周切向施加的切向應(yīng)力；③沿井眼軌跡長(zhǎng)度施加的軸向應(yīng)力（即直井內(nèi)的垂向應(yīng)力）。這3種井壁應(yīng)力相互垂直，可利用井筒坐標(biāo)系以數(shù)學(xué)方式表征。

圖7 井壁誘導(dǎo)應(yīng)力及井筒所在地層地應(yīng)力

基于彈性理論的Kirsch方程可以求得封閉解來(lái)確定井筒周圍的應(yīng)力。另外，（14）式—（16）式可用于計(jì)算直井井壁的3種誘導(dǎo)應(yīng)力[48]：

對(duì)于直井，最大切向應(yīng)力（σt,max）出現(xiàn)在遠(yuǎn)場(chǎng)水平應(yīng)力最小的方向（即θ為 90°時(shí)）；最小切向應(yīng)力（σt,min）出現(xiàn)在遠(yuǎn)場(chǎng)水平應(yīng)力最大的方向（即θ為零時(shí))[49]（見圖8）。這兩個(gè)水平應(yīng)力分量可以通過(guò)下面的公式進(jìn)行計(jì)算：

圖8 各向異性水平應(yīng)力場(chǎng)中的垂直井眼[49]

從圖9可以看出，井筒中鉆井液的密度過(guò)低將導(dǎo)致井筒在最小水平應(yīng)力方向上發(fā)生剪切破壞，也就是鉆井液壓力施加的切向應(yīng)力最大且徑向應(yīng)力最小的位置；而若井筒內(nèi)鉆井液的密度過(guò)高，則導(dǎo)致井筒在最大水平應(yīng)力方向上發(fā)生拉伸破壞，也就是鉆井液壓力施加的切向應(yīng)力最小且徑向應(yīng)力最大的位置[50]。

圖9 近井筒區(qū)域應(yīng)力分布示意圖及常見的井筒破壞機(jī)理[40]

本研究以直井為對(duì)象進(jìn)行分析，因此相較于垂向應(yīng)力，井筒周圍的水平地應(yīng)力（即最大和最小水平應(yīng)力）對(duì)井筒穩(wěn)定性的影響更大，因此需要研究水平應(yīng)力之比對(duì)安全鉆井液密度窗口的影響。通過(guò)改變最小水平應(yīng)力值，進(jìn)而改變應(yīng)力比，然后計(jì)算得出每個(gè)案例條件下對(duì)應(yīng)的安全鉆井液密度窗口進(jìn)行敏感性評(píng)估。

由圖10可見，隨著最大和最小水平應(yīng)力之比（k）的減?。醋畲笏綉?yīng)力值向最小水平應(yīng)力值靠近），在更大的鉆井液密度范圍內(nèi)（即安全鉆井液密度窗口變寬）井眼呈穩(wěn)定狀態(tài)。此外，隨著k值的減小，安全鉆井液密度窗口的最大值和最小值變化的梯度有顯著的不同。這種差異可以由不同k值對(duì)（17）和（18）式計(jì)算得出的最大和最小切向應(yīng)力的影響不同來(lái)解釋。

圖10 最大水平應(yīng)力與最小水平應(yīng)力比（k）對(duì)安全鉆井液密度窗口的影響

2.3 孔隙壓力

孔隙壓力通過(guò)產(chǎn)生有效應(yīng)力來(lái)影響井筒應(yīng)力場(chǎng)，從而影響安全鉆井液密度窗口和井筒穩(wěn)定性。為了評(píng)價(jià)Asmari組砂巖儲(chǔ)集層孔隙壓力對(duì)安全鉆井液密度窗口的影響，在孔隙壓力為30～45 MPa的條件下進(jìn)行了敏感性分析并計(jì)算出每種情況對(duì)應(yīng)的安全鉆井液密度窗口。如圖11所示，隨著孔隙壓力的減小，安全鉆井液密度窗口變寬，即孔隙壓力降低時(shí)，井筒在較寬的鉆井液密度窗口內(nèi)是穩(wěn)定的。

從圖10和圖11可以看出，隨著k值和孔隙壓力的增大，安全鉆井液密度窗口變窄，井筒失穩(wěn)的風(fēng)險(xiǎn)增大。

圖11 孔隙壓力對(duì)安全鉆井液密度窗口寬度的影響

3 結(jié)論

利用基于FLAC3D軟件建立的井筒失穩(wěn)有限體積模型，能夠根據(jù)伊朗某油田Asmari組砂巖儲(chǔ)集層的地質(zhì)力學(xué)特征有效確定其安全鉆井液密度窗口的上下限值。分析過(guò)程中將井壁巖石塑性狀態(tài)的形成作為確定井筒穩(wěn)定性條件的標(biāo)準(zhǔn)，得出Asmari組一口直井的最大和最小安全鉆井液密度，結(jié)果與通過(guò)鉆井資料得到的結(jié)果一致。本研究建立的模型可用于敏感性評(píng)估，以分析巖石強(qiáng)度特性、地應(yīng)力和孔隙壓力對(duì)安全鉆井液密度窗口極限值的影響。敏感性分析結(jié)果表明，井壁巖石內(nèi)聚力和內(nèi)摩擦角減小將導(dǎo)致安全鉆井液密度窗口明顯變窄，導(dǎo)致井筒失穩(wěn)風(fēng)險(xiǎn)增加；而孔隙壓力和最大水平應(yīng)力與最小水平應(yīng)力比的減小則會(huì)使安全鉆井液密度窗口明顯變寬，可降低井筒的失穩(wěn)風(fēng)險(xiǎn)。此模型便于量化安全鉆井液密度窗口的變化，可作為一種油氣井鉆井方案設(shè)計(jì)和監(jiān)測(cè)工具。后續(xù)研究將對(duì)本研究結(jié)果進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，對(duì)儲(chǔ)集層樣品實(shí)施三軸應(yīng)力實(shí)驗(yàn)，提供更多關(guān)于地層坍塌和裂縫壓力的信息。

符號(hào)注釋：

C——內(nèi)聚力，MPa；D——特殊點(diǎn)深度，m；E——彈性模量，GPa；Edyn——?jiǎng)討B(tài)彈性模量，GPa；Esta——靜態(tài)彈性模量，GPa；G——剪切模量，GPa；GR——伽馬測(cè)井值，API；GRmax——伽馬測(cè)井的最大值，API；GRmin——伽馬測(cè)井的最小值，API；g——重力加速度，m/s2；K——體積模量，GPa；k——最大最小水平應(yīng)力比值；pm——鉆井液柱壓力，MPa；pp——孔隙壓力，MPa；UCS——單軸抗壓強(qiáng)度，MPa；Vshale——泥質(zhì)含量，%；z——地層深度，m；α——Biot系數(shù)；εx——最大水平應(yīng)力方向的應(yīng)變值，無(wú)因次；εy——最小水平應(yīng)力方向的應(yīng)變值，無(wú)因次；r，θ——極坐標(biāo)；υ——泊松比，無(wú)因次；υdyn——?jiǎng)討B(tài)泊松比，無(wú)因次；υsta——靜態(tài)泊松比，無(wú)因次；ρ——巖石密度，g/cm3；ρb——體積密度，g/cm3；σa——軸向應(yīng)力，MPa；σH——最大水平應(yīng)力，MPa；σh——最小水平應(yīng)力，MPa；σr——徑向應(yīng)力，MPa；σt——切向應(yīng)力，MPa；σt,max——最大切向應(yīng)力，MPa；σt,min——最小切向應(yīng)力，MPa；σv——垂向應(yīng)力，MPa；φ——內(nèi)摩擦角，（°）；φCNL——巖層的中子孔隙度（即由中子測(cè)井得到的巖層孔隙度），%；Δtc——縱波時(shí)差，μs/m；Δts——橫波時(shí)差，μs/m。