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压裂过程中射孔段水泥环力学响应规律

发布时间:2018-07-10 19:20

  本文选题:射孔 + 压裂 ; 参考:《断块油气田》2017年05期


【摘要】:针对压裂过程中射孔段水泥环完整性失效,导致压裂中出现环空窜流,从而无法有效改善储层渗流能力的问题,通过建立射孔段套管-水泥环有限元模型,对压裂过程中射孔段水泥环力学响应进行了分析,并研究了不同射孔参数对射孔段水泥环的力学影响规律。结果表明:压裂过程中射孔段水泥环孔眼周围存在明显的应力集中和孔间应力干扰现象;压裂过程中固井一界面较二界面更容易产生密封性问题;射孔段水泥环应力分布与射孔相位角有密切关系,应尽量选取90°相位角螺旋射孔方式射孔;射孔孔径的增加对射孔段水泥环应力分布影响不大,为增加单孔泄油面积,可在小范围内增加射孔孔径;射孔密度对水泥环应力的影响要大于射孔孔径,但射孔密度超过16孔/m以后应力增加幅度会减小,且影响都在一个数量级以内,在有效控制水泥环射孔损伤的前提下可有限度地增加射孔密度。该研究可为压裂射孔方案制定提供理论依据。
[Abstract]:In view of the failure of integrity of perforated section cement ring during fracturing, which leads to annulus channeling in fracturing, which can not effectively improve reservoir percolation ability, the finite element model of perforated segment casing and cement ring is established. The mechanical response of perforated cement ring during fracturing is analyzed, and the influence of different perforation parameters on the mechanical behavior of perforated cement ring is studied. The results show that there is obvious stress concentration and interhole stress interference around the hole around the perforated ring hole during fracturing, and the cementing interface is easier to produce sealing problem than that of the second interface during fracturing. The stress distribution of cement ring in perforation section is closely related to the phase angle of perforation, the 90 掳phase angle spiral perforating mode should be chosen as far as possible, the increase of perforation aperture has little effect on stress distribution of perforated cement ring, in order to increase the oil discharge area of single hole, The effect of perforation density on the stress of cement ring is greater than that on perforating aperture, but when perforation density exceeds 16 / m, the increase of stress will decrease, and the effect will be within one order of magnitude. Under the premise of effectively controlling the perforation damage of cement ring, the perforation density can be increased to a certain extent. This study can provide theoretical basis for the formulation of fracturing perforation scheme.
【作者单位】: 中国石油大学(华东)石油工程学院;中国石化中原油田分公司石油工程技术研究院;中国石化中原石油工程有限公司钻井二公司;
【基金】:中央高校基本科研业务费专项资金资助项目“水力分段压裂井筒完整性失效机理与判别方法”(R1502039A)
【分类号】:TE357

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本文编号:2114416

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