温度与压力作用下页岩气井环空带压力学分析

发布时间：2018-06-18 00:33

本文选题：温度 + 压力　；参考：《石油钻探技术》2017年03期

【摘要】：为解决页岩气井环空带压的问题,进行了压裂及生产过程中温度和压力变化对页岩气井环空带压影响的力学分析。以弹性力学为基础,建立了页岩气井直井段双层套管系统的力学模型,基于界面上应力相等及位移连续条件,推导了各界面的径向应力计算方程,并讨论了套管内压、温度、地应力等因素对水泥环封隔能力的影响规律。研究结果表明:温度升高、内压及地应力增大、水泥环弹性模量增大均有利于提高水泥环的封隔能力,减小套管壁厚有利于增加界面的径向应力;随着井深的增加,界面径向应力变大,水泥环封隔能力增强,提高直井段下部水泥环的封隔能力是降低井口环空带压风险的关键;第一界面和第二界面是固井失效的危险点,提高第一、第二界面的固井质量,有利于降低形成环空带压的风险。
[Abstract]:In order to solve the problem of annular zone pressure in shale gas wells, the influence of temperature and pressure on annular zone pressure of shale gas wells during fracturing and production was analyzed. On the basis of elastic mechanics, the mechanical model of double-layer casing system in straight section of shale gas well is established. Based on the condition of equal stress and continuous displacement at the interface, the radial stress calculation equation of various faces is derived, and the internal pressure and temperature of casing are discussed. The influence of ground stress and other factors on the sealing ability of cement ring. The results show that the increase of temperature, internal pressure and in-situ stress, and the increase of elastic modulus of cement ring are beneficial to improve the sealing ability of cement sheath, and decrease the thickness of casing wall to increase the radial stress of interface, and with the increase of well depth, The radial stress of the interface increases and the sealing ability of the cement ring increases. Increasing the sealing ability of the cement ring at the bottom of the vertical section is the key to reduce the risk of the hole pressure in the wellhead ring, the first interface and the second interface are the danger points of cementing failure, and the first, and the second interface are the risk points of cementing failure. The cementing quality of the second interface is helpful to reduce the risk of forming annulus zone pressure.
【作者单位】：石油工程教育部重点实验室(中国石油大学(北京));
【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:51521063) 国家重点研发计划课题“钻井工艺及井筒工作液关键技术研究”(编号:2016YFC0303303) 国家科技重大专项“复杂结构井、丛式井设计与控制新技术”(编号:2017ZX05009-003)联合资助
【分类号】：TE256

【参考文献】

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【共引文献】

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【二级参考文献】

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