压裂工况对页岩气套管应力分布的影响

压裂工况对页岩气套管应力分布的影响

论文摘要

页岩气所处的页岩地层具有多孔低渗透的特性,开采方式具有压力大和排量高的特点,因此,在实施压裂施工过程中,页岩气套管较普通套管更容易损坏。为研究压裂工况对页岩气套管应力分布的影响规律,采用有限元方法,借助ANSYS软件,以实际参数建立了有限元模型,模拟了页岩气压裂施工过程,分析了地层岩石弹性模量、水平地应力场和施工压力对套管应力分布的影响。研究结果表明:垂向地应力与水平地应力的差异越大,套管内壁上的等效应力值越大;岩石弹性模量的下降会导致套管应力上升,当岩石弹性模量下降超过10 GPa后,套管应力值会大幅度上升;套管内壁上的最大等效应力值随井口施工压力的增大而呈线性增加;可通过优化井眼轨迹、避免重复压裂施工以及合理预算井口施工压力等方法来预防和降低套管损坏。研究成果可为页岩气的开采工作和页岩气套管的损坏防治提供一定的指导。

论文目录

  • 0 引 言
  • 1 模型建立
  •   1.1 物理模型
  •     1.1.1 模型假设
  •     1.1.2 模型尺寸
  •   1.2 有限元模型
  •     1.2.1 材料设置
  •     1.2.2 网格化
  •     1.2.3 边界条件
  •     1.2.4 不同地应力场模型
  •     1.2.5 不同岩石弹性模量模型
  •     1.2.6 不同井口施工压力模型
  • 2 算例分析
  •   2.1 地应力场对套管应力的影响
  •   2.2 岩石弹性模量E对套管应力的影响
  •   2.3 井口施工压力对套管应力的影响
  • 3 结论与建议
  • 文章来源

    类型: 期刊论文

    作者: 聂荣国,蔡明杰,毛良杰,傅栋,夏宏伟

    关键词: 页岩气,压裂工况,套管应力分布,套管损坏

    来源: 石油机械 2019年12期

    年度: 2019

    分类: 工程科技Ⅰ辑

    专业: 石油天然气工业

    单位: 西南石油大学工程学院,西南石油大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室,西南油气田四川长宁天然气开发有限责任公司,中国石油西南油气田公司工程技术研究所

    基金: 四川省重点研发项目“页岩气井套管损伤机理及防治技术研究”(2019YFS0045)

    分类号: TE931.2;TE377

    DOI: 10.16082/j.cnki.issn.1001-4578.2019.12.021

    页码: 139-146

    总页数: 8

    文件大小: 8921K

    下载量: 141

    相关论文文献

    标签:;  ;  ;  ;  

    压裂工况对页岩气套管应力分布的影响
    下载Doc文档

    猜你喜欢