技术特征：
1.不同强度准则协同作用下定向井井壁坍塌压力评价方法，其特征在于，包括以下步骤：s1、利用测录井、钻完井、室内测试资料，确定所钻地层的垂深、地层孔隙压力、上覆岩层压力、最大水平地应力、最小水平地应力和最大水平地应力方位角；s2、利用测录井和室内岩石力学测试资料，确定所钻地层的岩石内聚力、岩石内摩擦角、岩石泊松比、岩石孔隙度、biot系数和井壁渗透系数；s3、建立不同岩石强度准则下的坍塌压力计算模型；s4、对所钻地层的n组岩样进行不同岩石强度准则下的坍塌压力计算，并与通过岩石力学试验获得的数据进行拟合，确定符合不同岩石强度准则的岩样个数，再通过计算相应的比值，得到不同岩石强度准则之间的相对重要程度；s5、根据不同岩石强度准则之间的相对重要程度，并采用层次分析法，建立比较系数矩阵a，对所得权重系数向量进行一致性检验，并确定出不同岩石强度准的权重系数；s6、结合不同强度准则计算的坍塌压力和步骤s5确定的权重系数，建立不同强度准则协同作用下定向井坍塌压力计算模型，并计算得到不同强度准则协同作用下定向井井壁坍塌压力。2.根据权利要求1所述的不同强度准则协同作用下定向井井壁坍塌压力评价方法，其特征在于，所述步骤s3的具体过程为：s31、计算所钻地层的井壁应力分量；s32、根据井壁应力分量计算所钻地层的井壁有效主应力；s33、根据井壁有效主应力建立不同强度准则下的坍塌压力非线性函数；s34、利用二分法计算不同强度准则下的坍塌压力非线性函数，得到不同强度准则对应的坍塌压力计算模型。3.根据权利要求2所述的不同强度准则协同作用下定向井井壁坍塌压力评价方法，其特征在于，所述井壁应力分量的计算公式为：其中，
式中：σ
rr
、σ
θθ
、σ
zz
分别为井壁径向、切向和轴向应力分量，mpa；τ
θz
、τ
rθ
、τ
rz
分别为井壁3个剪应力分量，mpa；p
m
为井筒压力，mpa；p
p
为地层孔隙压力，mpa；σ
v
、σ
h
、σ
h
分别为上覆岩石压力、最大水平地应力和最小水平地应力，mpa；δ表示井壁渗透系数，无因次，δ＝0为井壁完全不渗透、δ＝1为井壁完全渗透；φ为岩石孔隙度；ψ为井斜角，
°
；ω为井斜方位与最大水平地应力方位夹角，
°
；θ为井周角，
°
；v为岩石泊松比；k1为渗流效应系数；α为biot系数；a、b、c、d、e、f、g、h、j为坐标变换系数。4.根据权利要求2所述的不同强度准则协同作用下定向井井壁坍塌压力评价方法，其特征在于，所述井壁有效主应力的计算公式为：征在于，所述井壁有效主应力的计算公式为：σ3＝(1-δφ)p
m
+δφp
p-αp
p
式中：σ1为井壁最大主应力，mpa；σ2为井壁中间主应力，mpa；σ3为井壁最小主应力，mpa；α为biot系数；p
p
为地层孔隙压力，mpa。5.根据权利要求2所述的不同强度准则协同作用下定向井井壁坍塌压力评价方法，其特征在于，所述不同强度准则下的坍塌压力非线性函数包括：井壁坍塌的非线性函数1：式中：为mohr-coulomb准则计算得到的坍塌压力，mpa；c为岩石内聚力，mpa；为岩石内摩擦角，
°
；井壁坍塌的非线性函数2：其中，
式中：为mogi-coulomb准则计算得到的坍塌压力，mpa；a、b为材料常数，取决于岩石内聚力和内摩擦角；井壁坍塌的非线性函数3：其中，式中：为drucker-prager准则计算得到的坍塌压力，mpa；α'、k为材料常数，取决于内聚力和内摩擦角；j1为平均有效应力；j2为应力偏量第二不变量；井壁坍塌的非线性函数4：其中，式中：为修正lade准则计算得到的坍塌压力，mpa；s、η为材料常数，取决于内聚力和内摩擦角；井壁坍塌的非线性函数5：其中，
式中：为修正wiebols-cook准则计算得到的坍塌压力，mpa；a'、b'、c'为材料常数，取决于内聚力和内摩擦角；ucs为岩石单轴强度，mpa；j1为平均有效应力；j2为应力偏量第二不变量。6.根据权利要求5所述的不同强度准则协同作用下定向井井壁坍塌压力评价方法，其特征在于，所述步骤s4的具体过程为：s41、对所钻地层的n组岩样进行不同岩石强度准则下的坍塌压力计算得到计算数据，再通过室内岩石力学试验，对所钻地层的n组岩样进行不同围压下的三轴岩石力学强度测试，得到试验数据；并将计算数据与试验数据进行拟合；s42、分别统计测试结果符合不同岩石强度准则的各个岩样个数，其中计算数据与试验数据的相对误差在3％以内为符合标准；s43、通过计算符合不同岩石强度准则的各个岩样个数之间的比值，得到两两准则之间的相对重要程度。7.根据权利要求5所述的不同强度准则协同作用下定向井井壁坍塌压力评价方法，其特征在于，所述不同岩石强度准则包括mohr-coulomb准则、mogi-coulomb准则、drucker-prager准则、修正lade准则和修正wiebols-cook准则。8.根据权利要求6所述的不同强度准则协同作用下定向井井壁坍塌压力评价方法，其特征在于，所述步骤s5的具体步骤为：s51、根据不同岩石强度准则之间的相对重要程度建立不同强度准则之间的比较系数矩阵a；s52、计算比较系数矩阵a的特征向量；s53、对所得权重系数向量进行一致性检验，并确定出不同岩石强度准的权重系数。9.根据权利要求1所述的不同强度准则协同作用下定向井井壁坍塌压力评价方法，其特征在于，所述不同强度准则协同作用下定向井坍塌压力计算模型为：式中，w1为mohr-coulomb准则的权重系数；w2为mogi-coulomb准则的权重系数；w3为drucker-prager准则的权重系数；w4为修正lade准则的权重系数；w5为修正wiebols-cook准则的权重系数；为mohr-coulomb准则计算得到的坍塌压力，mpa；为mogi-coulomb准则计算得到的坍塌压力，mpa；为drucker-prager准则计算得到的坍塌压力，mpa；为修正
lade准则计算得到的坍塌压力，mpa；为修正wiebols-cook准则计算得到的坍塌压力，mpa；p
c
为不同强度准则协同作用下定向井井壁坍塌压力，mpa。
技术总结
本发明公开一种不同强度准则协同作用下定向井井壁坍塌压力评价方法，包括：利用测录井、钻完井、室内测试资料，确定所钻地层的垂深、地层孔隙压力、上覆岩层压力、最大水平地应力、最小水平地应力和最大水平地应力方位角、岩石内聚力、岩石内摩擦角、岩石泊松比、岩石孔隙度、Biot系数和井壁渗透系数；建立不同岩石强度准则下的坍塌压力计算模型；计算不同岩石强度准则之间的相对重要程度；确定出不同岩石强度准的权重系数；建立不同强度准则协同作用下定向井坍塌压力计算模型。本发明由于引入了权重系数，结合了其他准则的优点，获得了不同强度准则的优势协同作用，在给出合理权重系数的情况下可以更为准确的计算出坍塌压力当量密度值。密度值。密度值。
技术研发人员：马天寿 张东洋 刘阳 陈颖杰 贾利春 刘伟
受保护的技术使用者：西南石油大学
技术研发日：2022.02.28
技术公布日：2022/5/25