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页岩气井温压耦合下固井质量对套管应力的影响
  • ISSN号:1001-4578
  • 期刊名称:《石油机械》
  • 时间:0
  • 分类:TE923[石油与天然气工程—石油机械设备]
  • 作者机构:[1]中国石油大学(北京) 石油与天然气工程学院, [2]北京工业大学, [3]中海油研究总院
  • 相关基金:国家自然科学基金重点项目“控压钻井测控理论及关键问题研究”(51334003);中国石油科技创新基金研究项目“面向页岩气体积压裂的分簇射孔技术研究”(2012D-5006-0303);中国石油西南油气田公司页岩气开发事业部科研项目“威远长宁页岩气水平井固井质量对井筒完整性的影响研究”(XNS21JS2014-04).
中文摘要:

四川地区部分页岩气井在采用大排量分段压裂工艺施工过程中出现套管变形的现象,严重影响了页岩气井的正常生产。为此,运用ABAQUS软件建立了温压耦合下的套管-水泥环-地层受力有限元模型,模拟压裂过程中套管应力以及组合体温度场分布特征,分析了不同注液温度下,套管偏心及水泥环缺失对套管应力的影响规律。研究结果表明:大排量压裂施工中,套管应力随着偏心距的增加而减小,温降对套管应力的影响较大;不同注液温度下,套管应力随水泥环周向缺失的变化规律基本一致,温降对套管应力的影响呈先降后增趋势;水泥环径向缺失位置以及深度的变化对套管应力的影响较小,温度变化是主控因素;套管偏心下,水泥环缺失以及温降的共同作用均会增加套管应力。研究成果可为页岩气开发提供理论指导。

英文摘要:

Some shale gas wells in Sichuan have experienced casing deformation under large displacement multistage fracturing operation,which has seriously influenced the shale gas wells regular production. To address the issue,a casing-cement sheath-formation stress finite element analysis model under heat-mechanical coupling condition has been established with ABAQUS software to simulate stress distribution of casing and temperature distribution of the system during fracturing. With this model,under different injection fluids temperatures,the effects of casing eccentricity and cement sheath defectiveness on the casing stress has been analyzed. The results show that,in the fracturing process with high displacement,the eccentricity of casing will result in a decline of the casing stress,and the temperature decline have a great influence on casing stress. The casing stress increases with the increase of the cement sheath circumferential discontinuity under different injection fluid temperature. The influence of fluid temperature on the casing stress showed a trend of increase after down first. The influence of the missing location and the depth of the cement sheath on the casing stress are small. The injection fluid temperature is the main casing stress control factor. With the eccentricity of the casing,the combined effects of the temperature decline and the missing of cement sheath would result in greatly increased casing stress. The study method and results could provide theoretical supports for shale gas development in the future.

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期刊信息
  • 《石油机械》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国石油天然气集团公司
  • 主办单位:中国石油天然气集团公司装备制造分公司 江汉石油管理局
  • 主编:贺会群
  • 地址:湖北省荆州市沙市区豉湖路12号
  • 邮编:434000
  • 邮箱:syjxzz@vip.sina.com
  • 电话:0716-8121243 8127778
  • 国际标准刊号:ISSN:1001-4578
  • 国内统一刊号:ISSN:42-1246/TE
  • 邮发代号:38-80
  • 获奖情况:
  • 历次全国中文核心期刊,湖北省历届优秀期刊、精品期刊,中国石油天然气集团公司优秀科技期刊,全国石油化工行业优秀科技期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:15470