井底压差对垂直井井底应力场的影响研究

井底压差是影响钻井机械钻速的重要因素之一。实践证明欠平衡钻井与常规钻井相比机械钻速有显著提高，不同钻井条件下的井底应力场需要深入地研究。在分析井底岩石所受载荷的基础上，建立了轴对称条件下井底岩石流固耦合模型，并利用有限元方法进行求解，通过对不同井底压差下的井底岩石应力场进行数值模拟计算，针对井壁岩石的理论解和数值模拟结果进行对比验证模型的合理性，并对井底待破碎岩石进行了力学分析。结果表明，数值模拟结果与理论结果相符，验证了模型的正确性；井底待破碎岩石按照应力状态分为3个区域，分别为3向拉伸区、2向压缩区和3向压缩区。井底压差对井底应力场的影响研究为快速高效破岩提供理论基础。