正交各向异性储层煤层气井合理井底压力研究

井底压力是影响煤层气井井周围岩应力状态的关键因素,在煤层气排采过程中将其控制在合理范围是保持煤层气井稳定的要求.根据各向异性材料力学理论,导出了平面应变条件下正交各向异性储层的本构关系,构造了井周围岩在不同受力状态下的应力函数;采用应力变分法,导出了井周围岩在井底压力与地应力共同作用下的应力分量表达式;基于莫尔-库伦准则,推导出保持井周围岩不发生剪切破坏的井底压力区间.研究结果表明:正交各向异性储层中,井周围岩应力是极径和极角的函数,井壁在特定的点最先发生屈服;只有在井底压力处于合理范围时,煤层气井才能保持安全稳定.所得结果可被应用于裂隙储层煤层气井定量化排采控制中.