一、泥页岩井壁应力的力学-化学耦合计算模式及数值求解方法（论文文献综述）
许杰,刘海龙,张磊[1]（2021）在《非均匀地应力条件下浅部泥岩井壁力化耦合作用分析》文中研究表明渤海明化镇组及馆陶组等浅部泥岩地层井壁失稳严重,影响着钻井安全与时效。利用实验手段全面揭示了浅层泥岩的理化及力学特征（包括水化膨胀特性、吸水扩散性能、力学和强度参数）,在此基础上通过半数值半解析的方法求解了非均匀应力情况下浅部泥岩地层的水化应力,以曹妃甸12-6油田一口水平大位移井为例进行了井壁稳定性分析。结果表明:1)浅层泥岩水化膨胀较强,吸水量随着离井眼距离增加而减小,时间越长,吸水量越多,达到一定时间后趋于饱和,随吸水量变化地层弹性模量和强度降低;2)浅部泥岩坍塌失稳首先发生在井壁内部1～3 cm处,且坍塌呈现一定的时间效应,受水化作用影响,抗变形能力变弱,坍塌周期较短,在较低钻井液密度钻进时,坍塌周期约为4～15 h; 3)在考虑地层非均匀性时,沿着水平最小地应力方位钻进相对更安全。上述研究成果对类似油田浅层泥岩的井壁失稳控制提供了指导。
折海成[2]（2020）在《页岩井壁多因素扰动细观损伤特性及稳定性研究》文中指出页岩气是一种清洁、高效的能源资源和化工原料。我国页岩气储量丰富,居全球第一,有必要加大页岩气的勘探开发力度。但是,页岩地层在钻井过程中频繁发生井壁失稳、井下故障和复杂,严重影响了页岩气勘探开发。引发页岩地层井壁失稳因素包括复杂的井壁围岩地质环境和应力状态以及页岩层理/裂缝十分发育,还包括钻井施工过程对井壁围岩产生如开挖应力卸荷、地层热交换、页岩水化和钻井施工动力等多方面扰动。本文以涪陵气田焦石坝地区龙马溪组地层为例,综合运用分析测试、仿真计算、模拟实验、理论分析等手段,考察了龙马溪组页岩试样矿物成分、岩心岩貌和层理结构对页岩力学性能的影响;研究了页岩气井钻井施工过程中扰动因素如何引起井壁应力状态变化和岩石力学强度劣化,明确了试样表面和内部孔隙和裂缝的发育与扩展演化规律;建立了页岩扰动统计损伤模型和损伤本构模型,及井壁围岩抗剪和抗拉破坏准则,可以预测井壁围岩的坍塌压力和破裂压力,为石油企业提供井壁失稳预警,实现钻井全周期内安全平稳的钻进提供理论指导。取得的主要研究成果如下:（1）通过采用扫描电镜、图像数字化分析软件和核磁共振等现代微细观测试技术,提出了一种按照dmax/dmin比值分类考察试样表面孔隙和裂缝演化扩展发育和以T2能谱与孔径分类考察试样内部孔隙和裂缝演化扩展发育的损伤定量化方法,并利用T2能谱信号强度推导出试样孔隙率计算公式。并将系统研究了钻进施工过程中动力冲击扰动、应力卸荷扰动、地温传递扰动和页岩水化扰动后的页岩试样表面和内部微细观孔隙和裂缝的损伤演化特性,可以揭示页岩受各种扰动微细观损伤的深层机理。（2）通过理论分析、力学推导和计算仿真的方法,分别分析了由机械钻井破岩、钻柱振动碰摩、地层应力卸荷、地层温度热传递和页岩水化等因素扰动下的井壁上的附加应力场分布规律。并结合室内模拟试验,考察动力冲击扰动、应力卸荷扰动、热传递扰动和页岩水化扰动后的试样表面和内部不同类型的孔隙和裂缝所占比例变化规律,研究试样微细观孔隙和裂缝的发育与扩展演化规律,揭示了各种扰动损伤宏观力学机理:动力冲击扰动损伤属于动剪切力扰动,损伤演化行为是以中、大优势孔隙的剪切错动扩展为主;应力卸荷扰动损伤是属于静剪切力扰动,损伤演化行为也是以中、大优势孔隙的剪切错动扩展为主,且具有扰动集聚区;热传递扰动损伤是属于体缩拉伸致裂,产生张拉裂痕为主,损伤演化行为是以整体微、中、大孔隙都有扩展发育,没有优势孔隙和局部化效应;页岩水化扰动损伤属于体积膨胀挤拉致裂,损伤演化行为是以微小孔隙发育和扩径为主。（3）基于各因素扰动后页岩试样体变和力学性质的劣化响应,采用连续损伤理论和强度统计理论相结合,以体积膨胀率作为考察变量,建立了页岩各因素扰动统计损伤模型。在某一种因素扰动作用后,再通过三轴压缩试验继续讨论页岩加荷作用下的损伤劣化规律,本文以动力扰动和加荷下岩石的总损伤变量代入到损伤本构方程,建立了基于Drucker-Prager损伤准则的页岩动力扰动-加荷耦合统计损伤模型和统计损伤本构模型。（4）将地层影响因子和总扰动损伤变量代入Mohr-Coulomb强度准则和抗拉强度准则,建立了考虑多因素扰动损伤井壁围岩抗剪切破坏准则和抗拉破坏准则,可以确定井壁围岩的坍塌压力、破裂压力计算模型,以及井壁失稳预警系统,为石油企业技术应用提供理论指导。
肖志强,贾善坡,亓宪寅,戴永浩,吕方,贾陆锋,温曹轩[3]（2019）在《流-固-化耦合条件下硬脆性泥页岩井壁渐进破坏效应探讨》文中指出通过对硬脆性泥页岩理化性能、微观结构和力学特性等室内试验和现场测试结果的分析,探讨泥页岩井眼失稳机制,在综合考虑泥页岩吸水扩散、压力传递、强度弱化以及固体变形之间相互耦合效应的基础上,建立泥页岩井壁稳定渗流-应力-化学耦合数学模型,并且根据修正的Drucker-Prager破坏准则,以ABAQUS软件为求解器,编制计算程序,然后应用提出的耦合数学模型模拟了硬脆性泥页岩地层中井眼破坏的动态演化过程。研究结果表明:不同钻井液当量密度下井眼扩大率随着钻井液当量密度的增大而减小,适当的提高钻井液当量密度,有利于井壁保持稳定。若不考虑泥页岩水化效应,井眼钻开后便趋于稳定,渗流场的变化并不足以引起井眼继续破坏,而考虑泥页岩水化效应后,井眼扩大率随钻井液浸泡时间的增大而增大,水化效应对井眼扩大率的影响远大于渗流场,计算出的井眼渐进破坏过程与实际钻井情况基本一致。
常龙[4]（2019）在《未饱和含裂隙页岩与流体的相互作用研究》文中进行了进一步梳理大规模水力压裂改造是形成页岩气工业产能的主要手段,长水平段水平井和分段压裂是页岩气有效开发的关键技术。页岩气井返排率低,且压裂施工返排液矿化度数十倍提高,体现了页岩气储层与工作液强烈的物理化学作用。页岩气田区块内各井间返排率也呈现差异特征,大量的压裂液注入后引起的低返排机理及其控制因素尚未认识清楚。储层的复杂性给流体与页岩相互作用分析带来一系列基础理论方面的挑战,突出表现为传统理论和模型不再适用。掌握页岩气藏特殊性质,开展流体与页岩气储层微观相互作用机理及规律研究,是重要的研究课题。结合涪陵页岩气田焦石坝区块储层页岩开展含气页岩特征研究,理化性能和页岩-流体相互作用测试表明储层页岩分散能力较弱,膨胀性不强。五峰-龙马溪组页岩裂隙极为发育,储层呈超低含水饱和度特征。未饱和含裂隙页岩与流体之间物理、化学和力学作用的研究,从离子扩散、化学渗透膜效率、毛细管力和多场耦合作用等方面开展。基于粘土矿物-水界面电化学理论,利用多相孔隙介质电流及溶质通量的耦合本构关系,得到了考虑含水饱和度的页岩离子扩散计算模型。储层页岩裂隙和基质孔隙结构差异大,根据临界含水饱和度和孔隙度对离子扩散的影响规律,未饱和条件下,页岩裂隙的离子扩散系数大于基质孔隙。储层页岩裂隙和基质离子扩散系数随着含水饱和度的增加而增大;高孔隙流体浓度和高含水饱和度下,离子扩散系数越大;相对而言,阳离子交换容量对储层页岩基质离子扩散系数影响较小。基于压力传导实验开展了饱和页岩膜效率测试,裂隙发育的页岩无法充当半透膜,储层页岩与流体化学耦合作用仅作用于基质孔隙。利用多相孔隙介质电流密度、溶质流和溶液流量耦合本构方程,得到了考虑含水饱和度的页岩膜效率计算模型。未饱和条件下,页岩膜效率会随着含水饱和度的增加降低;高Stern层反离子分配系数、高阳离子交换容量和低孔隙流体浓度条件下页岩膜效率更高。利用该模型,建立了含气页岩全井段膜效率评价和基质化学渗透吸水能力的表征方法。通过页岩水活度实验,建立了储层页岩毛细管压力评价实验方法,得到了毛细管压力随含水饱和度变化的关系。利用储层含水饱和度条件下毛细管压力大小,表征页岩基质毛细管压吸水能力。页岩气井低返排率主要是裂隙压裂液滞留和低含水饱和度条件下基质页岩吸水造成的。毛细管力和化学渗透作为储层页岩基质吸水动力,决定了页岩储层单位面积的吸水强度,页岩气储层天然裂隙和水力改造裂缝构成的缝网则决定了页岩气储层基质的吸水面积。建立了考虑页岩气储层和压裂液之间的溶质扩散的耦合效应和化学渗透孔隙压力响应的力学模型,开展压裂液与储层多场耦合作用研究。化学作用下诱导孔隙压力和流体溶质浓度的时空变化规律研究表明,关井时间和渗透率影响耦合作用的速率;储层页岩孔隙度和膜效率影响耦合的强度,对诱导孔隙压力的分布范围和峰值大小均有影响。页岩裂隙发育,无化学渗透的储层与压裂液作用过程溶质浓度变化范围更大,离子交换更强烈,并且不产生诱导孔隙压力。本研究深入阐述了储层页岩与流体微观作用机理,可以为页岩气开采工艺优化提供一定的理论基础。
康治勇[5]（2019）在《页岩浸水力学弱化及渗透性演化规律研究》文中研究说明我国页岩气的探明量及产量逐年增长,但采收率仍较低,且明显低于北美。突破页岩气开发中的水平钻井及水力压裂技术核心,确保页岩气井井壁稳定,增强页岩储层渗透性,实现页岩气产量的稳步提升,是优化我国能源结构及缓解能源供需矛盾亟待解决的关键课题。钻井及水力压裂过程中,井壁围岩受到钻井液的长时间浸泡,且钻井液的反复抽排过程中,井壁围岩将经受循环加卸载作用,页岩的物性参数、力学特征及渗透特性呈现非线性变化,严重影响着页岩气开发中的井壁稳定性及后续的压裂效果。以储层页岩为研究对象,分析页岩的物性特征,进行不同时间的浸水处理,通过页岩三轴力学试验、循环加卸载渗流试验分析不同水化时间的页岩力学弱化特征及其渗透特性,进一步基于案例研究揭示了水化页岩的水力学演化机制。论文的主要研究如下:（1）对现场采集的龙马溪组页岩进行物性特征分析,基于XRD衍射图谱获得脆性矿物及粘性矿物的含量。开展不同水化天数的层理页岩力学试验研究,分析不同应力下的页岩力学特性,其结果表明:不同层理页岩的应力-应变曲线相似,表现为硬脆性,峰值应力随着水化天数的增大显着降低,应力-应变曲线斜率减小;垂直层理页岩的抗压强度大于平行层理的抗压强度,考虑不同水化天数时,层理页岩的抗压强度减小,其物理力学参数如弹性模量、内摩擦角和黏聚力减小,泊松比稍有增大;且随着水化天数的增大,垂直层理页岩的破坏形态基本不变,以剪切破坏为主,而平行层理页岩破坏形成的裂缝网络越来越复杂。（2）开展水化页岩在一次加载过程中的渗透试验,获得不同水化天数的页岩渗透率演化曲线。其结果表明:页岩初始渗透率随水化时间的增大而逐渐增大,主要在于水化作用改变岩样内部的微孔隙和微裂隙,其渗流通道逐渐增多;屈服阶段以前渗透率变化不明显,屈服阶段之后,渗透率逐渐增加;基于渗流-损伤理论分析全应力-应变过程中的页岩渗透特性变化规律,建立损伤变量表达的页岩渗透率演化模型,揭示荷载诱发水化页岩损伤的渗透性演化机理。（3）基于单一加载下的水化页岩渗透特性分析,进一步开展水化页岩在循环加卸载过程中的渗透性试验,分析加卸载过程中的页岩渗透率损伤及恢复特性。其结果表明:初始加载渗透率随围压增大呈指数函数减小,再次加载时的渗透率与围压呈幂函数关系,而卸载渗透率随围压的减小呈幂函数增大;水化天数越多,页岩渗透率在加载阶段的损伤率越大,在卸载阶段的恢复率越小;循环加卸载过程中,渗透率随着加卸载次数的增多而逐渐减小,同一荷载下的加载渗透率大于卸载渗透率。（4）基于如上的试验及理论分析,进行层理页岩储层钻进过程中的井壁稳定性评价。在初始应力场作用下井壁围岩应力发生重分布,导致层理开度发生变化,井壁上下两侧层理开度增大,中间层理开度减小。水化作用使围岩力学强度降低和渗透性增大,井壁上下两侧层理面附近的岩石首先发生变形破坏,随着水化时间的增加,井壁左右两侧的围岩都将发生塑性破坏,上下两侧层理面发生剪切破坏,造成井壁失稳。
史亚红[6]（2019）在《长宁页岩气水平井三压力剖面的建立及应用》文中研究表明页岩地层在水平井钻进过程中易发生井眼坍塌、破裂漏失等井壁失稳问题。本文针对长宁地区页岩地层水平井钻井中出现的井塌、井漏等复杂工况,以岩石力学、钻井工程、测井等学科理论和方法为指导,从岩石力学特性和破坏准则研究入手,充分利用分辨率高和连续性好的测井曲线,重点计算页岩水平井岩石力学参数、地应力、三压力和安全钻井液密度窗口,并应用于页岩钻井的井壁稳定性评价,取得了以下成果和认识。（1）计算水平井孔隙压力和上覆岩层压力时,如果将测深当做垂深则造成水平井孔隙压力和上覆岩层压力偏大。为此,首先开展页岩水平井斜深校正,然后进行上覆岩层压力计算,再然后优选伊顿法计算其孔隙压力。（2）在Thiercelin地应力模型的基础上,考虑页岩层理面倾角和倾向对水平地应力的影响,建立了页岩水平地应力计算新模型。（3）针对现有的评价水平井井壁坍塌和破裂位置角方法过于复杂的问题,本文提出了 一种相对简便的数值分析法,对三种常见地应力状态下的水平井井壁坍塌位置角和破裂位置角进行了确定,为页岩水平井坍塌压力和破裂压力的计算提供了重要参数。（4）基于斜井井壁应力分布,结合 Mohr-Coulomb、Drucker-Prager 和 Mogi-Coulomb三种岩石强度破坏准则,给出了水平井坍塌压力和破裂压力计算模型;编程计算与作图模拟研究了不同破坏准则下的井斜角和井斜方位角对坍塌压力当量密度值和破裂压力当量密度的影响规律,同时分析了三种剪切破坏准则的适用性,提出了一种安全钻井液密度窗口预测的新方法。（5）结合岩石强度单一弱面剪切破坏准则和井壁应力分布状态,建立了含弱面地层斜井坍塌压力计算模型;通过编程、计算和模拟,研究了不同井斜角和方位角下,层理面产状对页岩井壁稳定的影响规律。（6）利用所建立的坍塌压力和破裂压力计算模型,模拟分析了不同地应力状态下,水平地应力比、泊松比、内聚力和内摩擦角及孔隙压力对页岩水平井坍塌压力当量密度、破裂压力当量密度以及安全钻井液窗口的影响规律。基于以上方法模型研发了一套适用于长宁工区页岩岩石力学参数、地应力和地层三压力剖面计算及井壁稳定性分析的测井评价软件。将其用于长宁工区多口水平井的岩石力学参数、地应力和三压力剖面及安全钻井液密度窗口的计算,以及井壁稳定性分析中,结果合理,效果良好,值得推广应用。
张乐[7]（2019）在《各向异性页岩井壁稳定性研究》文中进行了进一步梳理受组构特征和历史沉积作用等因素控制,页岩的微裂纹、微裂缝和层理等力学结构弱面更为发育,因此其渗透特征和力学性质的各向异性更为明显。常用的均质介质地层模型不再适用于页岩地层井壁稳定性问题求解,同时横观各向同性模型对结构弱面的影响考虑不够充分、各向异性模型涉及参数繁杂且不易准确获得,因此均不能有效解决页岩井壁稳定性实际工程问题。本文从页岩基本组构分析出发、并结合一系列的力学性能实验开展了组构特征及其对力学各向异性的影响研究,得出高含量粘土矿物的薄层状构造特性、及其在空间上的择优取向排列是影响页岩性质各向异性的主要因素。通过预应力作用下的水岩演化实验研究可得,结构弱面的强度会在预应力作用下逐渐发生弱化,页岩中原生闭合的微裂缝、或新萌生的微裂纹,具有随受载应力的增大而逐渐发生扩展-演化-连通为宏观破裂面并最终贯穿整个岩体的破坏特征,严重影响着页岩地层的强度;同时,通过微裂纹和结构面发育特征相关研究亦可知,页岩地层的力学性质具有明显的纵向分布特性。基于以上研究认识,本文借助于ABAQUS有限元数值软件,在常规横观各向同性地层模型理论基础上建立了考虑结构弱面、及力学性质纵向分布特性的改进模型。基于上述改进模型,结合X气田实际地质数据,针对结构弱面渗透能力、强度特性、水平应力各向异性程度、及不同地层孔隙压力水平等条件,开展了井周孔隙压力场、有效应力场分布特性和井周区域的稳定性规律研究。研究结果表明,井周孔隙压力和有效应力场、塑性变形区均有沿着结构层面分布并向地层深处延伸的宏观特性;且结构弱面强度越低、水平应力各向异性程度越大、地层孔隙压力水平越低,则在沿着水平最小应力方位的近井周区域内,其井周差应力值越大、且差应力的极大值点位置亦会从井壁上逐渐向地层深处转移,大大增加了水平井近井周地带的失稳概率、及井周失稳区域的范围和严重程度。
徐昕[8]（2019）在《川渝地区龙马溪组地层页岩井壁稳定性研究》文中进行了进一步梳理随着我国能源需求的不断提高,常规能源已满足不了现代发展的需求,于是勘探开发的重点转向了页岩气。随着近年来逐渐成熟的水平井和水力压裂技术,全球对页岩气的勘探开发力度正不断增强。近年来,我国石油企业不断加大对川渝地区油气的勘探开发力度,屡次突破了产量新记录,并且依实钻资料分析显示在我国的川渝地区具有大量的页岩气资源量,五峰组—龙马溪组页岩气资源量更是超过了9万亿立方米,具备大规模建设产能的条件。川渝地区深层页岩气勘探开发技术不断走向成熟,进一步坚定了实现页岩气中长期发展规划目标的信心。本文以此热点为背景,以提高钻井效率、减少井壁坍塌破裂等失稳问题为目标,对川渝地区龙马溪组地层的井壁稳定问题进行了研究分析,以此来解决在钻井工程中遇到的井壁失稳等难题,为今后的川渝地区页岩气勘探开发提供技术支撑,本论文的主要工作包括以下几个方面:（1）采用本研究区域龙马溪组地层的页岩岩心样本进行室内试验,分别测定岩石力学参数、地应力大小、矿物组成成分、孔隙度、渗透率以及钻井液体系和水化抗剪强度,以测试所得到的实际数据来分析龙马溪组地层以及页岩岩心的基本特性,为下文的龙马溪组地层井壁稳定分析作基础;（2）分析了龙马溪组地层井壁失稳的形式和机理,在不考虑钻井液与地层页岩接触的情况下对井壁稳定进行了纯力学分析;计算了坍塌压力和破裂压力;（3）从泥页岩的组成及物理性质出发,分析了水化的内在原因,进一步研究了泥页岩的水化机理;采用有限差分法对传统的吸附扩散方程进行了推导计算,定量分析了龙马溪组地层井眼周边地层含水量分布随径向距离和时间的变化规律;（4）利用有限元方法分析了钻井液侵入龙马溪组地层后的热传导问题及热—力耦合问题;利用有限元模拟软件ANSYS计算分析了由于钻井液与地层的热量传递导致的井眼周围地层温度场随时间的分布规律;进一步分析了同时考虑温度和地应力情况下井壁周边地层应力的分布情况并与不考虑温度效应的情况进行了对比,通过对比,分析了热效应对井壁稳定性的影响规律;采用ANSYS模拟软件对比分析了考虑与不考虑龙马溪组地层水化效应和热效应的区别,定量分析了二者对井壁稳定性的影响规律;（5）在川渝地区威远35-1井和酉地2井采用了本文研究提出的措施和方法,应用效果明显,在龙马溪组地层的平均机械钻速和井下复杂情况处理时间都有很大改观。
杨明合,石建刚,李维轩,王朝飞,陈伟峰[9]（2018）在《泥页岩水化导致油气井井壁失稳研究进展》文中进行了进一步梳理寻求泥页岩水化过程中其强度变化的规律是油气井井壁稳定性研究的重要内容之一,目前国内外相关研究根据分析方法,大致可以分为经典动力学法、微观图像分析法和在微观图像分析法基础上发展起来的混沌动力学分析法。而目前的研究几乎都是从经典动力学的决定论观点出发,试图给出泥页岩水化对井壁稳定性影响规律,目前对这一过程仍然有很多机理问题认识并不彻底。由于泥页岩水化影响强度变化的过程表现出明显的混沌动力学系统所具有的特征,所以依据非线性混沌动力学分析理论,建立泥页岩井壁稳定非线性混沌动力学计算模型将是一条分析泥页岩井壁稳定性问题的有效途径。
曾韦[10]（2018）在《页岩地层钻井卸荷井壁稳定性研究》文中提出页岩气作为一种高效、相对清洁的非常规油气资源,具有分布范围广泛、储量丰富以及开采寿命长等优势,已成为不可忽视的重要能源。然而井壁失稳是钻井过程中较为常见的问题,尤其是钻遇强度非均质地层井壁失稳情况更为严重,严重制约了页岩气的安全高效开发。常规分析方法已经不能很好地适用于页岩地层的井壁稳定性分析。井周围岩应力卸荷是导致井壁失稳的重要的因素之一,因此,通过开展卸荷试验获取页岩的力学变形参数,并从能量角度研究岩石力学特征和破坏条件,将其运用到井壁稳定性分析中可更加准确地预测井壁的稳定性,从而有效降低井壁失稳现象。鉴于此,本文通过室内试验从页岩的力学特性入手,基于页岩变形破坏过程能量耗散和释放特征,建立了卸荷条件下适用于页岩的能量强度准则,考虑地质参数、井眼轨迹和岩石力学特性,确定了页岩地层的井壁稳定性评价方法,分析了井壁稳定性的影响因素。本文所取得研究成果和认识如下:（1）开展了加、卸载荷条件下龙马溪组页岩力学特性研究。开展了层理角度为0°的页岩常规三轴压缩试验,并基于该试验数据,开展了层理角度为0°、15°、30°、45°、60°、75°和90°的页岩卸荷试验,明确了卸荷条件下页岩的力学特性、弹性参数及破坏模式,分析了层理对弹性模量、泊松比和峰值强度的影响。卸荷条件下试样的弹性模量和泊松比与常规试验得出的数值相近,内摩擦角比常规试验得到的数值大,内聚力却有所降低;卸荷试验得到的弹性模量随着层理角度β的增大而变大,而泊松比则与层理角度β关系不明显;卸荷试验结果表明,随着层理面角度β的增加,页岩的峰值强度先降低,然后逐渐增加,页岩的强度—层理角度曲线近似为“U”型,在β=60°附近出现最小峰值强度,β=0°和90°出现最大峰值强度。（2）分析了卸荷试验页岩变形破坏过程能量耗散和释放特征。分析了卸荷试验过程中能量的来源以及耗散情况,考虑页岩横观各向同性特征建立了岩石应变能密度函数,分析了卸荷试验过程中页岩能量演化特征以及层理对能量的影响。分析结果表明:页岩内部能量变化可分能量聚集、能量耗散和能量释放等三个阶段;层理对页岩能量有着较大影响,当层理面法向与最大主应力方向一致时,试样破坏时所能吸收的总能量、存储的弹性能和耗散能最大,层理面法向与最大主应力夹角为60°时最小。（3）基于能量耗散和释放原理建立了适用于页岩的能量强度准则。以形状改变应变能超过复合剪切面的剪切应变能一定数值作为岩石破坏判据,建立了适用于页岩的能量强度准则。通过试验数据及文献中的真三轴数据对所建立的能量强度准则进行了验证,结果表明:不考虑中间主应力时,该强度准则与M-C强度准则预测结果相近,考虑中间主应力时该强度准则较D-P准则更加准确;对于存在弱面的岩石,该强度准则也能较好地反映弱面对岩石强度的影响。（4）建立横观各向同性页岩地层井壁稳定性评价方法。将页岩卸荷试验数据和能量强度准则引入井壁稳定性分析中,验证了该准则评价井壁稳定性的准确性。系统地分析了地质参数、井眼轨迹、页岩力学非均质特性以及水化损伤等因素对井壁稳定性的影响。分析结果表明:能量强度准则能较好地用于评价页岩地层井壁稳定性,其评价结果优于经典强度理论;井壁影响因素分析表明,可通过优化井眼轨迹,优化钻井液性能及钻井过程中调整钻井液密度等方法保证井壁稳定或最大限度地降低井壁失稳的风险。
二、泥页岩井壁应力的力学-化学耦合计算模式及数值求解方法（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、泥页岩井壁应力的力学-化学耦合计算模式及数值求解方法（论文提纲范文）
（1）非均匀地应力条件下浅部泥岩井壁力化耦合作用分析（论文提纲范文）
| 0 引言 |
| 1 岩石力学及理化特征实验研究 |
| 1.1 泥页岩吸水扩散实验研究 |
| 1.2 泥页岩水化膨胀实验研究 |
| 1.3 岩石变形与强度参数实验测试 |
| 2 泥岩井壁稳定力化耦合作用分析 |
| 2.1 非均匀地应力条件下井眼周围岩石水化应力计算 |
| 2.2 井壁失稳的力学准则 |
| 3 工程实例分析 |
| 3.1 实例计算 |
| 3.2 工程技术对策 |
| 4 结论 |
（2）页岩井壁多因素扰动细观损伤特性及稳定性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景、选题目的和意义 |
| 1.1.1 研究背景 |
| 1.1.2 选题目的和意义 |
| 1.2 页岩井壁稳定性研究进展 |
| 1.2.1 页岩井壁稳定性力学机理研究 |
| 1.2.2 页岩井壁稳定性力学化学耦合研究 |
| 1.2.3 页岩井壁围岩受钻井施工扰动影响研究 |
| 1.2.4 页岩井壁失稳研究存在的问题 |
| 1.3 扰动状态概念理论研究 |
| 1.3.1 扰动状态概念在岩土工程中的应用 |
| 1.3.2 扰动状态概念理论的优点和缺点 |
| 1.4 细观统计损伤理论研究 |
| 1.5 研究主要内容、技术路线和创新点 |
| 1.5.1 研究的主要内容 |
| 1.5.2 研究思路与技术路线 |
| 1.5.3 论文创新点 |
| 2 页岩地层岩石组构、强度及工程地质特性 |
| 2.1 研究区块地质概况 |
| 2.2 页岩矿物组分和微细观结构分析 |
| 2.2.1 页岩矿物组分分析 |
| 2.2.2 页岩微细观结构特征分析 |
| 2.3 页岩岩石力学强度特性 |
| 2.3.1 页岩硬度和塑性系数测试 |
| 2.3.2 页岩单轴抗压强度测试 |
| 2.3.3 页岩三轴抗压强度测试 |
| 2.3.4 页岩直接剪切试验 |
| 2.3.5 页岩抗拉强度测试 |
| 2.4 研究区块页岩地层工程地质特性 |
| 2.4.1 页岩地层流体物理化学特性 |
| 2.4.2 页岩地层初始地应力及地层压力剖面预测 |
| 2.4.3 页岩地层温度场 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 页岩井壁多因素扰动细观损伤及力学行为研究 |
| 3.1 钻井机械动力作用对井壁围岩扰动分析 |
| 3.1.1 钻头破岩对井壁围岩扰动分析 |
| 3.1.2 钻柱振动对井壁围岩的扰动分析 |
| 3.1.3 页岩动力扰动试验研究 |
| 3.2 钻井应力卸荷对井壁围岩扰动分析 |
| 3.2.1 页岩井壁围岩应力状态分析 |
| 3.2.2 页岩卸荷扰动试验研究 |
| 3.3 钻井液与地层温度传递对井壁围岩扰动分析 |
| 3.3.1 井壁围岩温度场分布 |
| 3.3.2 井壁围岩附加热应力场 |
| 3.3.3 页岩热效应扰动试验研究 |
| 3.4 页岩水化对井壁围岩扰动分析 |
| 3.4.1 钻井液渗流扩散力学机理 |
| 3.4.2 钻井液与井壁围岩的水化作用 |
| 3.4.3 页岩水化动扰动试验研究 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 页岩井壁围岩多因素扰动损伤本构模型研究 |
| 4.1 岩石统计损伤力学的基本理论 |
| 4.1.1 常采用的岩石强度理论 |
| 4.1.2 概率统计理论 |
| 4.2 页岩各因素扰动统计损伤模型研究 |
| 4.2.1 页岩各因素扰动统计损伤模型构建思路 |
| 4.2.2 页岩各因素扰动统计损伤模型建立 |
| 4.3 页岩各因素扰动与加荷耦合统计损伤模型和损伤本构模型研究 |
| 4.3.1 页岩各因素扰动与加荷耦合统计损伤模型建立 |
| 4.3.2 页岩动力冲击扰动与加荷耦合统计损伤本构模型建立 |
| 4.4 页岩多因素扰动耦合统计损伤模型研究 |
| 4.4.1 多因素扰动耦合总损伤变量 |
| 4.4.2 钻井施工多因素扰动耦合总损伤变量建立 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 页岩井壁钻井多因素扰动损伤失稳研究 |
| 5.1 页岩井壁围岩失稳力学机理 |
| 5.1.1 井壁坍塌破坏机理 |
| 5.1.2 井壁破裂破坏机理 |
| 5.2 考虑多因素扰动损伤页岩井壁失稳力学分析 |
| 5.2.1 井壁围岩总应力场分布 |
| 5.2.2 井壁围岩主应力分布 |
| 5.2.3 考虑多因素扰动损伤页岩井壁坍塌压力计算 |
| 5.2.4 考虑多因素扰动损伤页岩井壁破裂压力计算 |
| 5.2.5 页岩井壁失稳预警系统 |
| 5.3 水化损伤井壁失稳周期确定 |
| 5.3.1 页岩水化损伤变量确定 |
| 5.3.2 页岩井壁坍塌周期的确定 |
| 5.3.3 计算程序 |
| 5.3.4 实例分析 |
| 5.4 钻井液强化井壁技术 |
| 5.4.1 钻井液强化井壁机理 |
| 5.4.2 室内试验与配方优选 |
| 5.4.3 现场应用及效果评价 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 攻读博士学位期间主要研究成果及获得的荣誉 |
| 致谢 |
（3）流-固-化耦合条件下硬脆性泥页岩井壁渐进破坏效应探讨（论文提纲范文）
| 1 泥页岩组成及理化性能试验 |
| 1.1 地层矿物组成 |
| 1.2 泥页岩细观构造 |
| 1.3 钻井液体作用对泥页岩结构的影响 |
| 1.4 阳离子交换容量 |
| 2 钻井液对泥页岩力学性质影响试验 |
| 2.1 原岩力学特性 |
| 2.2 钻井液体作用对泥页岩力学性质的影响 |
| 3 泥页岩井眼破坏流-固-化耦合模型 |
| 3.1 吸水扩散模型 |
| 3.2 压力传递模型 |
| 3.3 井眼破坏模型 |
| 3.4 模型的数值实现 |
| 4 实例分析 |
| 4.1 工程概况 |
| 4.2 计算模型及参数 |
| 4.3 不考虑水化情况下的计算结果 |
| 4.4 考虑水化情况下的计算结果 |
| 4.5 与现场结果对比 |
| 4.6 讨论 |
| 5 结论 |
（4）未饱和含裂隙页岩与流体的相互作用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 创新点 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 页岩气储层特性研究 |
| 1.2.2 流体在页岩储层中的渗吸 |
| 1.2.3 储层页岩水化效应 |
| 1.2.4 流体与页岩多场耦合作用研究 |
| 1.3 目前研究存在的问题 |
| 1.4 本文研究内容 |
| 1.5 技术路线 |
| 第2章 储层页岩特征及其与流体相互作用 |
| 2.1 页岩气井生产特征 |
| 2.2 储层页岩矿物组成和理化性能 |
| 2.2.1 矿物组成 |
| 2.2.2 Zeta电位 |
| 2.2.3 阳离子交换容量 |
| 2.2.4 比表面积 |
| 2.2.5 毛细管吸入时间 |
| 2.2.6 膨胀性 |
| 2.3 储层页岩超低含水饱和度 |
| 2.3.1 储层页岩初始含水饱和度 |
| 2.3.2 含水饱和度控制因素 |
| 2.4 储层页岩裂隙和基质孔隙差异 |
| 2.4.1 裂隙发育 |
| 2.4.2 页岩裂隙与基质渗透率 |
| 2.4.3 含裂隙页岩渗吸特征 |
| 2.4.4 基质孔径分布特征 |
| 2.5 未饱和含裂隙页岩与流体作用 |
| 2.5.1 不同含水饱和度条件下页岩与流体相互作用 |
| 2.5.2 裂隙对页岩与流体相互作用的影响 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 未饱和含裂隙页岩离子扩散规律研究 |
| 3.1 未饱和页岩离子扩散理论模型 |
| 3.1.1 离子扩散系数 |
| 3.1.2 粘土-水界面电化学性质 |
| 3.1.3 未饱和多孔介质离子扩散 |
| 3.2 临界含水饱和度 |
| 3.2.1 临界含水饱和度的定义 |
| 3.2.2 临界含水饱和度的计算 |
| 3.3 储层页岩裂隙离子扩散规律 |
| 3.3.1 孔隙流体浓度 |
| 3.3.2 临界含水饱和度 |
| 3.3.3 孔隙度 |
| 3.4 储层页岩基质离子扩散规律 |
| 3.4.1 孔隙流体浓度 |
| 3.4.2 阳离子交换容量 |
| 3.5 页岩离子扩散规律对比 |
| 3.5.1 含裂隙储层页岩 |
| 3.5.2 沉积环境差异 |
| 3.5.3 页岩气储层和常规泥岩差异 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 未饱和含裂隙页岩化学渗透作用研究 |
| 4.1 储层页岩压力传导实验 |
| 4.1.1 实验原理与步骤 |
| 4.1.2 实验装置及样品 |
| 4.2 储层含裂隙页岩膜效率实验分析 |
| 4.3 未饱和页岩基质膜效率理论模型 |
| 4.3.1 多孔介质膜效率理论模型 |
| 4.3.2 粘土矿物的半透膜特性 |
| 4.3.3 未饱和多孔介质膜效率 |
| 4.4 未饱和页岩基质膜效率影响因素分析 |
| 4.4.1 Stern层反离子分配系数 |
| 4.4.2 阳离子交换容量 |
| 4.4.3 孔隙流体浓度 |
| 4.5 储层页岩化学渗透能力评价 |
| 4.5.1 储层页岩膜效率 |
| 4.5.2 储层页岩化学渗透能力评价 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 储层页岩吸水能力评价研究 |
| 5.1 储层页岩基质吸水动力 |
| 5.1.1 毛细管力作用 |
| 5.1.2 化学渗透作用 |
| 5.2 储层页岩毛细管压力评价 |
| 5.2.1 储层页岩水活度实验 |
| 5.2.2 储层页岩毛细管压力区域差异对比 |
| 5.3 储层页岩化学渗透能力评价 |
| 5.3.1 储层页岩基质化学渗透能力 |
| 5.3.2 储层页岩化学渗透能力区域差异对比 |
| 5.4 储层页岩裂隙评价 |
| 5.4.1 天然裂隙发育 |
| 5.4.2 水力改造缝网 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 压裂液与页岩储层多场耦合力学作用 |
| 6.1 微观力学分析 |
| 6.2 多场耦合数学模型建立 |
| 6.2.1 本构方程 |
| 6.2.2 平衡方程 |
| 6.2.3 运移规律 |
| 6.2.4 控制方程 |
| 6.3 多场耦合问题求解 |
| 6.4 页岩基质与压裂液耦合作用 |
| 6.4.1 关井时间 |
| 6.4.2 储层页岩物性 |
| 6.4.3 页岩基质膜效率 |
| 6.5 含裂隙页岩储层与压裂液相互作用 |
| 6.6 本章小结 |
| 第7章 结论 |
| 参考文献 |
| 附录A 论文使用的主要符号的意义和单位 |
| 致谢 |
| 个人简历、在学期间发表的学术论文及研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（5）页岩浸水力学弱化及渗透性演化规律研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| 英文摘要 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究的背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 储层页岩物理特性研究 |
| 1.2.2 储层页岩力学特性研究 |
| 1.2.3 储层页岩水化效应研究 |
| 1.2.4 储层页岩的渗透性研究 |
| 1.2.5 页岩井壁稳定性评价研究 |
| 1.3 研究内容 |
| 1.4 技术路线 |
| 2 页岩水化作用下的力学特性研究 |
| 2.1 试样采集及制备 |
| 2.2 试验设备及方案 |
| 2.3 水化页岩力学响应分析 |
| 2.3.1 水化对页岩应力-应变曲线的影响 |
| 2.3.2 水化对页岩抗压强度的影响 |
| 2.3.3 水化对弹性模量的影响 |
| 2.3.4 水化对泊松比的影响 |
| 2.3.5 水化作用对抗剪强度参数C、φ值的影响 |
| 2.3.6 水化作用对页岩破坏模式的影响 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 水化页岩全应力-应变过程中的渗流特性研究 |
| 3.1 全应力-应变渗透试验 |
| 3.1.1 试验原理 |
| 3.1.2 试验步骤 |
| 3.2 试验结果分析 |
| 3.3 水化页岩的渗透特性损伤演化机理 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 循环加卸载过程中的水化页岩渗透特性研究 |
| 4.1 循环加卸载渗流试验 |
| 4.2 试验结果分析 |
| 4.2.1 初次加载过程中渗透性分析 |
| 4.2.2 循环加卸载渗透特性分析 |
| 4.2.3 渗透率的损伤-恢复性分析 |
| 4.3 本章小结 |
| 5 考虑水化效应的页岩储层井壁稳定性分析 |
| 5.1 3DEC软件简介 |
| 5.2 井壁模型的建立 |
| 5.3 数值结果分析 |
| 5.3.1 井壁围岩渗透性对井壁稳定性的影响 |
| 5.3.2 井壁围岩力学弱化对井壁稳定性的影响 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| A 作者在攻读学位期间发表的论文目录 |
| B 作者在攻读学位期间取得的科研成果目录 |
| C 学位论文数据集 |
| 致谢 |
（6）长宁页岩气水平井三压力剖面的建立及应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究目的及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 孔隙压力和地应力研究现状 |
| 1.2.2 坍塌压力和破裂压力及井壁稳定性研究现状 |
| 1.3 研究内容、技术路线及创新点 |
| 1.3.1 研究内容 |
| 1.3.2 技术路线 |
| 1.3.3 创新点 |
| 第2章 长宁井区地质概况 |
| 2.1 区域构造背景和基本特征 |
| 2.2 地层特征 |
| 第3章 页岩水平井地应力计算模型建立 |
| 3.1 页岩岩石力学特性 |
| 3.1.1 页岩岩石力学参数实验分析 |
| 3.1.2 岩石力学参数测井计算 |
| 3.1.3 动静态岩石力学参数转换 |
| 3.1.4 工区岩石力学参数计算实例分析 |
| 3.2 页岩地层孔隙压力的测井解释方法 |
| 3.2.1 斜深校正和上覆岩层压力计算 |
| 3.2.2 孔隙压力计算方法概述 |
| 3.2.3 孔隙压力计算方法优选 |
| 3.3 页岩水平地应力计算模型 |
| 3.3.1 水平地应力计算常见模型 |
| 3.3.2 页岩TIV水平地应力计算模型的建立 |
| 第4章 页岩水平井井壁稳定性评价模型 |
| 4.1 任意斜井井壁围岩应力分布 |
| 4.1.1 井周坐标关系 |
| 4.1.2 井周应力分布模型 |
| 4.1.3 井壁主应力状态分析 |
| 4.2 井壁失稳破坏模式与井壁破坏准则 |
| 4.2.1 井壁失稳破坏模式 |
| 4.2.2 岩石强度破坏准则 |
| 4.3 水平井井眼坍塌位置角和破裂位置角的确定 |
| 4.3.1 特殊位置分析法 |
| 4.3.2 数值分析法 |
| 4.4 水平井坍塌压力和破裂压力计算模型 |
| 4.4.1 井壁坍塌压力计算模型 |
| 4.4.2 井壁破裂压力计算模型 |
| 4.4.3 含弱面地层水平井坍塌压力计算模型 |
| 4.4.4 坍塌压力模型和破裂压力的求解 |
| 4.5 破坏准则选取及井眼稳定性分析 |
| 4.5.1 破坏准则选取及井眼轨迹优化 |
| 4.5.2 层理面产状对页岩井眼轨迹方位的影响 |
| 第5章 页岩水平井坍塌压力和破裂压力影响因素分析 |
| 5.1 不同断层页岩水平井坍塌压力影响因素分析 |
| 5.2 不同断层页岩水平井破裂压力影响因素分析 |
| 5.3 不同断层页岩水平井安全钻井液密度窗口影响因素分析 |
| 5.3.1 水平地应力比 |
| 5.3.2 泊松比 |
| 5.3.3 内聚力 |
| 5.3.4 内摩擦角 |
| 5.3.5 孔隙压力 |
| 第6章 软件研制及其在长宁地区的应用 |
| 6.1 软件设计流程 |
| 6.2 软件主要模块功能及使用介绍 |
| 6.2.1 页岩TIV水平地应力计算模块SWPU-SH12A |
| 6.2.2 页岩岩石力学、地应力和三压力等参数计算模块SWPU-9P-MW |
| 6.3 在页岩水平井钻井的应用及效果分析 |
| 6.3.1 页岩地应力解释及地层各向异性分析 |
| 6.3.2 页岩水平井三压力剖面的建立及井壁稳定性分析 |
| 第7章 结论与建议 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 建议 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士期间发表的论文 |
（7）各向异性页岩井壁稳定性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 概述 |
| 1.1 研究背景与目的意义 |
| 1.2 页岩气井壁稳定性国内外研究现状 |
| 1.2.1 国内外研究现状 |
| 1.2.2 存在的主要问题 |
| 1.3 主要研究内容和方法路线 |
| 1.3.1 主要研究内容 |
| 1.3.2 研究方法与技术路线 |
| 第2章 页岩组构特征及其力学特性的实验研究 |
| 2.1 页岩的组构特征研究 |
| 2.1.1 页岩全岩矿物组成分析 |
| 2.1.2 页岩粘土矿物组构特征分析 |
| 2.1.3 矿物组构对页岩各向异性特征的影响 |
| 2.2 页岩的力学特性研究 |
| 2.2.1 页岩的强度特性 |
| 2.2.2 页岩的水化特性 |
| 2.3 微裂纹和结构面发育对页岩各向异性特征的影响 |
| 2.3.1 微裂纹和结构面发育特征 |
| 2.3.2 微裂纹和结构面发育程度 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 预应力作用下页岩水岩作用演化的实验研究 |
| 3.1 页岩预应力作用实验可行性分析 |
| 3.1.1 实验岩样加工及其基础参数测定 |
| 3.1.2 预应力测试实验可行性分析 |
| 3.2 页岩预应力实验基本原理与方案 |
| 3.2.1 预应力作用原理及控制方法 |
| 3.2.2 预应力作用下水岩作用演化实验方案 |
| 3.3 预应力作用下的水岩作用演化实验研究 |
| 3.3.1 岩样的预应力作用测试 |
| 3.3.2 水岩作用演化及作用后的强度特性 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 各向异性页岩井壁稳定性影响数值模拟研究 |
| 4.1 一般模型及其改进 |
| 4.1.1 一般模型 |
| 4.1.2 模型改进 |
| 4.2 结构弱面发育对页岩井壁稳定性影响的数值模拟研究 |
| 4.2.1 地层井筒模型的建立 |
| 4.2.2 模型参数设置 |
| 4.3 井壁稳定性影响因素分析 |
| 4.3.1 结构弱面渗透特性的影响 |
| 4.3.2 结构弱面强度特性的影响 |
| 4.3.3 水平应力各向异性的影响 |
| 4.3.4 地层孔隙压力的影响 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 结论和展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（8）川渝地区龙马溪组地层页岩井壁稳定性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究目的及意义 |
| 1.2 国内外井壁稳定研究现状及发展趋势 |
| 1.2.1 井壁稳定力学研究 |
| 1.2.2 井壁稳定化学研究 |
| 1.2.3 井壁稳定力化耦合研究 |
| 1.3 关键问题的提出 |
| 1.4 主要研究内容和技术路线 |
| 1.4.1 主要研究内容 |
| 1.4.2 技术路线 |
| 第2章 区域地质特征及岩心室内试验分析 |
| 2.1 区域地质特征 |
| 2.1.1. 川渝东部分布高陡构造区 |
| 2.1.2. 川渝中西部地区 |
| 2.2 龙马溪组页岩储层特征 |
| 2.2.1 储层地球化学特征 |
| 2.2.2 储层岩石学与力学特征 |
| 2.2.3 储层储渗空间类型 |
| 2.3 岩心室内试验分析 |
| 2.3.1 三轴岩石力学试验 |
| 2.3.2 抗拉强度测试 |
| 2.3.3 声发射地应力测试 |
| 2.3.4 页岩矿物组成试验 |
| 2.3.5 岩石孔渗试验 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 井壁稳定性纯力学分析 |
| 3.1 井壁失稳概述 |
| 3.1.1 井壁力学失稳形式 |
| 3.1.2 井壁失稳机理 |
| 3.2 井壁应力计算模型 |
| 3.2.1 井壁围岩应力分布 |
| 3.2.2 井壁有效应力 |
| 3.3 井壁稳定性分析 |
| 3.3.1 井壁坍塌压力的计算 |
| 3.3.2 井壁破裂压力的计算 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 水化反应对井壁稳定影响的研究 |
| 4.1 泥页岩的矿物组成成分及结构特点 |
| 4.2 泥页岩水化机理 |
| 4.3 地层条件下钻井液对岩石力学特性的影响 |
| 4.3.1 钻井液体系选择和浸泡实验 |
| 4.3.2 浸泡前后力学强度对比 |
| 4.4 井壁吸水扩散方程的建立 |
| 4.5 井眼周围页岩地层含水量变化规律 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 热效应及水化反应对井壁稳定性影响的耦合模拟研究 |
| 5.1 钻井液入侵后变量的计算 |
| 5.1.1 孔隙压力和地层温度变化引起的应力 |
| 5.1.2 溶质浓度曲线 |
| 5.1.3 孔隙压力 |
| 5.1.4 地层温度 |
| 5.2 热效应对井壁稳定影响的研究 |
| 5.2.1 有限元方法分析热传导问题 |
| 5.2.2 有限元方法分析热-力耦合问题 |
| 5.2.3 井壁围岩温度场的模拟分析 |
| 5.2.4 井壁围岩温度场-应力场耦合的模拟分析 |
| 5.3 水化和热效应下的井壁稳定耦合模拟分析 |
| 5.3.1 模型的建立 |
| 5.3.2 计算参数 |
| 5.3.3 计算结果分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 应用效果分析 |
| 6.1 提高井壁稳定性的措施 |
| 6.2 应用效果分析 |
| 第7章 结论与建议 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 建议 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果 |
（9）泥页岩水化导致油气井井壁失稳研究进展（论文提纲范文）
| 2 国内外研究进展 |
| 2.1 经典动力学方法研究现状 |
| 2.2 微观图像分析方法研究现状 |
| 2.3 混沌动力学方法研究现状 |
| 3 主要问题及发展趋势 |
（10）页岩地层钻井卸荷井壁稳定性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究目的及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 页岩力学特征研究现状 |
| 1.2.2 岩石强度准则研究现状 |
| 1.2.3 页岩地层井壁稳定性研究现状 |
| 1.3 目前研究存在的问题 |
| 1.4 研究内容及技术路线 |
| 1.4.1 研究内容 |
| 1.4.2 技术路线 |
| 1.5 本文创新点 |
| 第2章 页岩加卸载力学特征及强度非均质性研究 |
| 2.1 试样准备及试验设备、方案 |
| 2.1.1 页岩组分、理化特性和结构分析 |
| 2.1.2 试样制备 |
| 2.1.3 试验方案及仪器 |
| 2.2 试验结果及分析 |
| 2.2.1 常规页岩压缩试验 |
| 2.2.2 页岩卸荷试验 |
| 2.2.3 页岩加载、卸荷力学参数对比 |
| 2.3 页岩力学非均质性分析 |
| 2.3.1 层理对弹性模量的影响 |
| 2.3.2 层理对泊松比的影响 |
| 2.3.3 层理对峰值强度的影响 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 能量演化特征及非均质性分析 |
| 3.1 能量耗散与释放原理 |
| 3.1.1 岩石变形破坏过程中的能量类型 |
| 3.1.2 岩石变形破坏过程中能量耗散与释放 |
| 3.1.3 受力状态下岩石能量计算 |
| 3.2 岩石变形破坏过程能量演化特征分析 |
| 3.2.1 常规三轴试验能量演化特征曲线 |
| 3.2.2 卸荷试验能量演化特征曲线 |
| 3.2.3 加载能量演化规律分析 |
| 3.2.4 卸荷能量演化规律分析 |
| 3.3 页岩层理对能量的影响分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 页岩能量强度准则研究 |
| 4.1 常规岩石强度准则描述 |
| 4.2 岩石能量强度准则建立 |
| 4.2.1 岩石内摩擦特性分析 |
| 4.2.2 受力岩石剪切应变能分析 |
| 4.2.3 岩石能量强度准则建立 |
| 4.3 岩石能量强度准则验证 |
| 4.3.1 常规三轴试验数据验证 |
| 4.3.2 卸荷三轴试验数据验证 |
| 4.3.3 真三轴试验数据验证 |
| 4.4 考虑页岩层理面的能量强度准则 |
| 4.4.1 页岩强度非均质性特征 |
| 4.4.2 常规考虑弱面的强度理论 |
| 4.4.3 考虑弱面的能量强度理论 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 页岩地层钻开井周应力状态分析 |
| 5.1 地层初始应力状态分析 |
| 5.2 地层钻开后井周应力分布模型建立 |
| 5.2.1 井周坐标关系 |
| 5.2.2 地层钻开后井壁围岩应力分布 |
| 5.2.3 井壁围岩主应力分布 |
| 5.3 井周应力影响因素分析 |
| 5.3.1 地应力对井壁应力的影响分析 |
| 5.3.2 孔隙压力对井壁应力的影响分析 |
| 5.3.3 井眼轨迹对井周应力的影响分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 页岩地层井壁稳定性评价 |
| 6.1 井壁稳定性评价方法建立 |
| 6.1.1 井壁破坏类型分析 |
| 6.1.2 井壁稳定性评价方法及求解 |
| 6.2 基础计算参数 |
| 6.3 能量强度准则评价井壁稳定性适用性验证 |
| 6.3.1 能量强度准则评价井壁稳定性对比分析 |
| 6.3.2 能量强度准则评价井壁稳定性实例验证 |
| 6.4 井壁稳定性影响因素分析 |
| 6.4.1 地质参数对井壁稳定性影响分析 |
| 6.4.2 井眼轨迹对井壁稳定性影响分析 |
| 6.4.3 水化损伤对井壁稳定性影响分析 |
| 6.5 本章小结 |
| 第7章 结论与建议 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 建议 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及科研成果 |
四、泥页岩井壁应力的力学-化学耦合计算模式及数值求解方法（论文参考文献）
- [1]非均匀地应力条件下浅部泥岩井壁力化耦合作用分析[J]. 许杰,刘海龙,张磊. 非常规油气, 2021(04)
- [2]页岩井壁多因素扰动细观损伤特性及稳定性研究[D]. 折海成. 西安理工大学, 2020(01)
- [3]流-固-化耦合条件下硬脆性泥页岩井壁渐进破坏效应探讨[J]. 肖志强,贾善坡,亓宪寅,戴永浩,吕方,贾陆锋,温曹轩. 中南大学学报(自然科学版), 2019(10)
- [4]未饱和含裂隙页岩与流体的相互作用研究[D]. 常龙. 中国石油大学(北京), 2019(01)
- [5]页岩浸水力学弱化及渗透性演化规律研究[D]. 康治勇. 重庆大学, 2019(01)
- [6]长宁页岩气水平井三压力剖面的建立及应用[D]. 史亚红. 西南石油大学, 2019(06)
- [7]各向异性页岩井壁稳定性研究[D]. 张乐. 中国石油大学(北京), 2019(02)
- [8]川渝地区龙马溪组地层页岩井壁稳定性研究[D]. 徐昕. 西南石油大学, 2019(06)
- [9]泥页岩水化导致油气井井壁失稳研究进展[J]. 杨明合,石建刚,李维轩,王朝飞,陈伟峰. 化学工程师, 2018(10)
- [10]页岩地层钻井卸荷井壁稳定性研究[D]. 曾韦. 西南石油大学, 2018