Wellbore Stability in Interbedded Weak Formations Utilizing a Shear-Based Method: Numerical Realization and Analysis
Notice bibliographique
Résumé
This study employs a finite element approach to investigate wellbore stability in interbedded weak formations, such as unconsolidated layers, with a focus on the failure-tendency method, which is derived according to the principle of Mohr–Coulomb theory. The numerical model is successfully verified through analytical solutions for stress distributions around a borehole. Through finite element modeling, the method captures critical shear failure thresholds, exemplifying how variations in horizontal stress anisotropy, orientation of interbedded weak layers, and mechanical properties of layered geological formations impact wellbore stability in stratified formations. Results indicate that the potential unstable regions, aligned in the direction of minimum principal stress, and the range of unstable regions gradually enlarge as the internal cohesive strength decreases. By modeling heterogeneous rock sequences with explicit representation of interbedded weak layers and stress anisotropy, the analysis reveals that interbedded weak layers are prone to shear-driven borehole breakouts due to stress redistribution and relatively lower internal cohesive strength. As compressive stresses concentrate at interfaces between stiff and compliant layers, breakouts are induced at those weak layers along the interfaces; this type of failure is also manifested through a field borehole breakout observation. Simulation results reveal the significant influences of the mechanical properties of layered formations and in situ stress on the distribution of instability regions around a borehole. The study underscores the necessity of layer-specific geomechanical models to predict shear failure in complex layered geological formations and offers insights for optimizing drilling parameters to enhance wellbore stability in anisotropic, stratified subsurface environments.
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Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,002 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
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score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».