基于ABAQUS的承压堵漏模拟与研究

发布时间：2020-04-13 12:14

【摘要】：长裸眼段地层压力系统比较复杂,很容易在钻下部地层的时候将上部低压薄弱地层压开,破坏井筒的应力平衡,出现严重漏失现象。为解决井漏事故,可以下技术套管,但是从经济性方面来看,这样成本太高。所以为了顺利钻达设计深度,可以对低压薄弱地层进行承压堵漏作业,提高地层承压能力,使钻更深层时能承受较大的钻井液密度。本文采用理论分析与数值模拟相结合的方法,研究了井筒的承压堵漏。首先分析了井筒的应力状态,总结了承压堵漏的机理;之后基于应力笼原理,对井筒承压堵漏模型作了简要的简化,利用ABAQUS有限元软件中的cohesive粘性单元分别对井筒单缝和双缝裂缝性漏失和承压堵漏过程进行了二维建模,在假定堵漏方式和堵漏材料能成功实现承压封堵的基础上探讨了漏失速度、地层渗透率和滤失系数、地应力差、架桥长度对裂缝开度和井筒周向应力的影响。研究指出,利用堵漏材料对地层中产生的的裂缝进行架桥封堵后,裂缝保持一定开度后就会对周围地层产生挤压作用,最终使得地层承压能力有显著提高;不同的地应力差、漏失速度、地层渗透率和滤失系数会对裂缝的开度和最终的承压效果有显著的影响;而在承压堵漏过程中选择合理的架桥封堵长度也决定了地层承压能力提高的幅值;对井筒实现第一次承压堵漏后,井筒上承压能力最弱的点由最大水平主应力方向转移到了最小水平主应力方向。通过对近井地带的几个相互作用因素的研究,能为现场的承压堵漏作业提供必要的理论依据,使地层承压效果更好。
【图文】：

技术路线

一点均受上覆岩层应力和最大、最，对于垂直井来说，可以将模型简作用于平板内部，因此可以将井筒围岩石受力状态如图 2-1 所示，模向同性、孔隙完全饱和的多孔弹性加最大水平主应力，Y 轴方向施加液柱压力为 Pw，井筒半径为 rw。由 ==→max|SPxrrriiσσ最小水平主应力；点应力。
【学位授予单位】：西安石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TE28

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本文编号：2625983