Plasticity and strain localization around a horizontal wellbore drilled through a porous rock formation

پیش بینی تغییر شکل پلاستیک و باند محلی سازی در اطراف چاه حفاری شده از طریق سنگ متخلخل یک کار چالش برانگیز است که می تواند پیامدهای مهمی برای پیش بینی بی ثباتی و تولید شن و ماسه داشته باشد. این مطالعه بر روی تجزیه و تحلیل زمینه تنش، مناطق پلاستیکی و تغییرات موضعی در اطراف گودال افقی تمرکز می کند که در عمق زیادی از طریق تشکیل سنگ بسیار متخلخل حفاری می شود. مطالعات متعدد آزمایشگاهی نشان می دهد که بسته به مسیر بارگیری، سنگ های بسیار متخلخل نسبت به مکانیسم های مختلف شکستگی حساس هستند، اما بیشتر این مکانیسم ها عمدتا به علت انقباض ناشی از برش و تراکم افزایش برشی است. مدل های پلاستیسیته در رابطه با تجزیه و تحلیل دوبعدی، یک چارچوب بسیار مفید برای توصیف چنین پاسخ های سازنده ای را ارائه می دهند. این مقاله یک مدل سازنده جدید الاستوپلاستی با دو سطح عملکردی که به طور صاف هموار می شوند، نشان می دهد که می تواند حالت های شکست مختلف را ضبط کند. این مدل در برابر داده های تجربی برای چندین سنگ متخلخل متداول معتبر است و سپس برای تعیین توزیع تنش و کرنش در اطراف چاه افقی با استفاده از تجزیه و تحلیل عنصر نهایی خطی استفاده می شود. توجه خاص به پیش بینی شرایط شکل گیری یک باند موضعی از تغییر شکل شدید است و عوامل را که یا جلوگیری و یا افزایش باند آغاز می شود، اختصاص داده است. نتایج شبیه سازی ها نشان می دهد که نقش کلیدی مدل سازنده الاستوپلاستیک و اثرات فشار گل، شرایط تنش در محل و ناهماهنگی هندسی در توسعه و انتشار منطقه پلاستیکی، و همچنین در شروع منطقه محلی سازی است.