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变内压条件下膨胀水泥与地层机械性能的匹配
  • ISSN号:1671-0460
  • 期刊名称:《当代化工》
  • 时间:0
  • 分类:TE242[石油与天然气工程—油气井工程]
  • 作者机构:[1]中国石油大学(华东)期刊社,山东青岛266580, [2]中国石油大学(华东)石油工程学院,山东青岛266580
  • 相关基金:“海洋油气井钻完井理论与工程”教育部创新团队,项目号:IRT14R58; 教育部长江学者创新团队,项目号:IRT1086
中文摘要:

以膨胀水泥和地层作为研究对象,以维持井筒完整性为目的,利用弹性力学理论,借助有限元方法模拟分析了套管内压变化条件下膨胀水泥和地层机械性能对井筒完整性的影响,研究了两者机械性能的匹配关系。研究表明:膨胀水泥弹性模量越大,水泥环内最大米塞斯(Mises)应力越大;膨胀水泥泊松比越大,水泥环内最大Mises越小,水泥环内最大周向应力越小。地层弹性模量越大(地层越硬),水泥环内最大Mises应力越大,水泥环内最大周向应力越小;地层泊松比对水泥环内最大Mises应力和最大周向应力的影响较小。建议硬地层(弹性模量大)匹配弹性模量较小、泊松比较大的膨胀水泥,重点预防水泥环的挤压破坏;软地层且内压较小时匹配弹性模量较大、泊松比较大的膨胀水泥,重点预防水泥环的周向拉伸破坏。

英文摘要:

Taking the expansive cement and formation as the study object, in order to keep well integrity, the effect of expansive cement property and formation property on the well integrity under internal casing pressure change was studied by elastic mechanics and finite element method. The matching relation between the expansive cement property and the formation property was revealed. The results show that, the larger the elastic modulus of the expansive cement, the higher the maximum Mises stress in cement sheath; the larger the Poisson's ratio of expansive cement, the lower the maximum Mises stress and the maximum circumferential stress in cement sheath; the larger the elastic modulus of formation(Hard formation), the higher the maximum Mises stress and the lower the maximum circumferential stress in cement sheath. The Poisson's ratio of formation has little effect on the maximum Mises stress and the maximum circumferential stress in cement sheath. The expansive cement with low elastic modulus and high Poisson's ratio is advised to be used in hard formation to prevent crushing failure of cement sheath. The expansive cement with high elastic modulus and high Poisson's ratio is advised to be used in soft formation to prevent the circumferential tensile failure of cement.

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期刊信息
  • 《当代化工》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:沈阳市医药和化工行业联合会
  • 主办单位:中国石油抚顺石化公司 中国石化抚顺石油化工研究院 沈阳市医药和化工行业联合会
  • 主编:王雪丽
  • 地址:沈阳市大东区珠林路240-1号4门
  • 邮编:110043
  • 邮箱:ddhg88@sina.com
  • 电话:024-86389066 13019335588
  • 国际标准刊号:ISSN:1671-0460
  • 国内统一刊号:ISSN:21-1457/TQ
  • 邮发代号:8-24
  • 获奖情况:
  • 辽宁省优秀期刊,2006年、2001年第六、七届全国石油和化工行业优秀...
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),中国中国科技核心期刊
  • 被引量:7856