体积压裂井筒水泥环拉伸失效机理研究

论文摘要

体积压裂施工引起页岩气水平井套管-水泥环受到温度场、套管内压、非均匀地应力的综合作用,对水泥环的密封完整性具有重要影响。文章考虑了地层非稳态传热效应,建立了体积压裂井筒温度场数值计算模型,计算了压裂过程中的井筒温度分布;考虑温度场和非均匀地应力的耦合作用,建立了井筒套管-水泥环-地层系统多层组合体的力学模型,对某页岩气水平井的直井段水泥环密封完整性进行了力学计算与分析,结果表明,最大水平地应力方向的内层水泥环内壁最易出现拉伸破坏,是影响井筒完整性的关键位置;压裂液排量越大或注入温度越低,水泥环环向应力越低;水平地应力的非均匀程度越高,水泥环内壁环向应力越大,越容易出现拉伸破坏;合理控制注入温度和压裂排量,是降低环向应力、防止水泥环拉伸破坏的有效方法。文章研究对固井施工与压裂作业控制具有实际参考意义。

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文章来源

类型: 期刊论文

作者: 曾静,高德利,王宴滨,房军

关键词: 井筒温度,非均匀地应力,多层管,水泥环,拉伸破坏

来源: 钻采工艺 2019年03期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅰ辑

专业: 石油天然气工业

单位: 中国石油大学石油工程教育部重点实验室,中国科学院

基金: 国家自然科学基金创新研究群体项目“复杂油气井钻井与完井基础研究”(编号:51821092)和重点项目“页岩和致密油气田高效开发建井基础研究”(编号:U1762214),国家科技重大专项课题“复杂结构井,丛式井设计与控制新技术”(编号:2017ZX05009-003)和子课题“高温高压钻完井管柱失效机理及安全控制技术”(编号:2017ZX05005-005-007),国家重点研发计划课题“注采工程安全控制与井眼完整性评价技术”(编号:2018YFB0605502)和“钻井工艺及井筒工作液关键技术研究”(编号:2016YFC0303303)

分类号: TE256;TE377

页码: 1-4+6

总页数: 5

文件大小: 802K

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