储层改造过程中水泥环质量对套管抗挤能力的影响研究

发布时间：2020-11-13 01:12

　　 页岩储层渗透率极低,为了实现商业开采必须通过储层改造(大型分段压裂)沟通天然裂缝。然而,在大型分段压裂过程中,水力裂缝产生的诱导应力将改变井筒周围地应力的大小及方向;同时,较高的注入压力将使井筒承受巨大的交变应力。它们都将导致套管变形损坏,破坏井筒完整性。水泥环对保护套管,卸载套管所受外载有一定作用,但水泥环质量对套管抗挤能力的影响程度还缺乏深入研究,同时分段压裂将对水泥环质量也提出更高的要求。因此,本文主要针对水泥环质量与套管抗挤能力的关系进行了实验与理论的研究,文中用套管抗挤能力来表述考虑水泥环卸载作用后套管具备的当量抗挤能力。本文以四川地区页岩储层为研究对象,通过自主设计的液压式套管围压模拟实验装置结合ABAQUS数值模拟软件,模拟分析研究压裂工况下水泥环质量对套管抗挤能力的影响。主要取得如下认识:1)水泥环质量对套管抗挤能力的影响规律(a)水泥环对套管具有一定的保护作用,相比无水泥环时,有水泥环状态下套管抗挤能力提高了 7%左右。(b)套管抗挤能力随着水泥环弹性模量的增加、对应圆心角角度内水泥环缺失厚度的增加、水泥环气侵通道短轴长度的增加、水平大小主应力比例的增加、套管居中度的降低而降低。(c)对应圆心角角度内水泥环完全缺失时,施加一个很小的围压,一界面的胶结将被破坏。套管的抗挤能力并没有发生改变。2)有水泥环保护情况下套管抗挤能力计算考虑水泥环质量和不同水平大小主应力比例对套管抗挤能力的影响,根据实验研究结果,得出对套管设计及储层改造施工更具参考意义的套管抗挤能力计算公式。
【学位单位】：西南石油大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TE931.2
【部分图文】：

图１－１研宄思路图??１．４．?３论文创新点??１）参与设计了液压式套管围压模拟装置，并申请了发明专利

图２－１川东南某页岩气井岩心Ｘ衍射全岩分析

图２－２川东南某页岩气井岩心粘土矿物含量分析??（２）天然裂缝特征??直导眼岩心观察：①－⑤号层页理均发育，其中：①号层斜缝１条，平缝９条；②??
【参考文献】

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本文编号：2881512