中国安全科学学报

作者：王鹤远, 冯福平, 张健伟, 韩旭, 张宇昊, 杨冬临

单位：1 东北石油大学 提高油气采收率教育部重点实验室,黑龙江 大庆 163318；2 多资源协同陆相页岩油绿色开采全国重点实验室,黑龙江 大庆 163318；3 中国石油集团公司 油气藏改造重点实验室,黑龙江 大庆 163318

关键词：含夹矸组合煤岩,接触面,水平井,井壁稳定性,坍塌压力

基金：国家科技重大专项(2025ZD1404205)

为解决夹矸与煤岩物理力学性质差异导致的组合煤岩井壁失稳问题,基于三轴压缩试验测定的煤岩及夹矸力学参数,结合组合煤岩破坏准则与流固耦合理论方程,建立深层含夹矸组合煤岩水平井井壁失稳数值模型。通过该模型模拟煤岩-夹矸组合形式对水平井井周坍塌压力的影响机制,并分析接触面位置参数及倾角变化对井周坍塌压力分布的影响规律。研究结果表明:煤岩与夹矸的矿物成分比例显著差异导致其接触面胶结强度薄弱,煤岩试样因强度较低更易破碎;物理力学性质差异及接触面弱胶结特性使得水平井钻遇不同组合煤岩时,井周坍塌压力在接触面处呈现明显突变;接触面位置变化影响煤岩与夹矸坍塌压力差值,而倾角改变不仅调控井壁坍塌压力峰值,还导致其极值位置发生迁移。

来源：2025年第11期

《中国安全科学学报》期刊编辑部

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