井内液柱压力对井壁稳定性的影响

为探究液柱压力对井壁稳定性的影响,研究井壁围岩在井内液柱压力及地应力作用下的受力特征及裂纹扩展模式,采用三轴围压水压试验的方法,改变围压以及井内水压的方式对细砂岩进行室内试验,并通过CT扫描的方法进行内部裂纹观察。研究表明:(1)围压一定时,细砂岩的偏应力-应变曲线的各阶段变化趋势受孔内水压的影响较大,且峰值强度、残余强度、轴向峰值应变与围压、孔内水压均呈正相关。孔内水压的作用延缓了细砂岩的压缩屈服阶段受力破坏的过程,增加了细砂岩的延性破裂程度。(2)CT扫描发现一定围压作用下,细砂岩的主剪切破裂面与轴向的夹角呈现出随着水压的增大而减小的规律,且剪切裂纹轨迹由岩样外侧逐渐向中心孔壁靠近偏转;(3)随着水压的增加,孔内岩块塌落方式由集中塌落转变为零散塌落;水压越大,孔内的岩块塌落面积和塌落度越小。提升水压到合适强度,可以提升井壁稳定性,减小井壁失稳发生的可能。