基于热弹性理论的含结构面的干热岩井筒变形破坏规律研究

张东清¹，李晓雪²，熊贵明²，王磊¹

1. 中国石油化工股份有限公司石油工程技术研究院2. 太原理工大学矿业工程学院

摘 要：井壁稳定性控制技术是干热岩地热开发的前提条件。以青海共和GR1~#钻干热岩段遇结构面后井筒失稳为工程背景,基于热弹性理论,推导出三维应力状态下干热岩损伤破坏判断表达式,并运用COMSOL有限元软件建立热力耦合作用下干热岩井筒围岩稳定力学模型,研究温度、结构面厚度和倾角对含结构面的干热岩井筒变形破坏规律的影响。研究表明:干热岩井壁的变形量随温度、结构面厚度和倾角的增大而变大,且最大变形量发生在结构面的中部。同一条件下,结构面处的损伤大于花岗岩处,且温度和结构面厚度这2个因素对干热岩损伤影响较为严重;结构面为井筒围岩的弱面,钻井工程施工中应重点关注。

关键词：干热岩;热弹性理论;结构面;井筒变形;井筒破坏;