页岩油水平井压裂水泥环力学性能设计方法

作     者：苏东华 黄盛 李早元 李进 肖敦清 王子毓 李娟 倪帅 SU Donghua;HUANG Sheng;LI Zaoyuan;LI Jin;XIAO Dunqing;WANG Ziyu;LI Juan;NI Shuai

作者机构：西南石油大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室成都610500 中国石油大港油田公司天津300280 中国石油大港油田对外合作项目部天津300280 中国石油大港油田采油工艺研究院天津300280 渤海钻探工程有限公司第二固井分公司天津300280 

基　　金：中国石油-西南石油大学创新联合体科技合作项目“深井/超深井/水平井安全高效建井关键基础理论与技术研究”(2020CX040000) 四川省科技计划“油气井固井四川省青年科技创新研究团队项目”(2020JDTD0019) 国家自然科学基金青年项目(52004231) 大港油田研究项目“中深层复杂压力系统提高固井质量关键技术研究”(DGYT-2018-JS-244) 

出 版 物：《石油勘探与开发》 (Petroleum Exploration and Development)

年 卷 期：2022年第49卷第4期

页      码：798-805页

摘      要：基于三向主应力影响的水泥环弹塑性模型和界面裂缝的应力场模型,综合考虑水泥环拉伸破坏、塑性屈服、界面裂缝沿界面扩展以及界面裂缝曲折扩展等失效形式,建立了满足压裂井筒密封要求的水泥环力学性能设计方法,同时据此方法构建了水泥环弹性模量、泊松比量化设计图版,明确了井筒安全和风险区域,量化了水泥环屈服强度和抗拉强度指标。研究表明:降低水泥环弹性模量、提高水泥环屈服强度和泊松比可避免水泥环发生塑性变形;提高水泥环抗拉强度可防止其拉伸破坏;提高水泥环弹性模量和泊松比对缩短界面裂缝长度有利,但会增加界面裂缝曲折扩展进入水泥环的风险。模型验证与实例检验证实该模型计算结果较准确,更便于现场应用。

主 题 词：页岩油 水平井 压裂 水泥环 力学性能 井筒密封 失效形式 量化图版 

学科分类：0820[工学-航空航天类] 082001[082001] 08[工学] 

核心收录：

D　O　I：10.11698/PED.20220019

馆 藏 号：203113537...