交变压力作用下水平井套管—水泥环—地层固结体完整性研究

发布时间：2022-07-29 10:12

　　在水平井压裂施工作业过程中,保持套管-水泥环-地层固结体完整性尤为重要。本文在水平井完井时的地应力分布状态基础上,基于弹性力学理论,建立了交变压力作用下,套管-水泥环-地层固结体胶结界面受力模型。根据ABAQUS有限元模拟软件进行固结体胶结面接触压力大小研究,并将模拟结果与计算结果做误差对比,得到固结体胶结界面接触压力大小与各参数大小的变化规律。基于最大切应力理论准则,建立了在交变压力作用下,固结体二界面裂缝扩展长度计算模型,并以现场某区块实际数据为例,计算分析了二界面裂缝扩展长度与各参数大小的变化规律。基于相似理论,开展了基于夹持器装置的物模试验,并将实验结果与理论做误差对比分析,进一步验证理论计算与物模试验的准确性,研究结果对进行交变压力施工作业时,提高压裂施工效果及保证套管-水泥环-地层固结体完整性具有重要意义。本文的主要研究内容有:首先,基于固井作业完成时的套管-水泥环-地层固结体力学模型,建立了交变压力作用下,固结体胶结界面受力模型,得到了在交变压力作用下的固结体一、二界面接触压力的计算公式。其次,基于长庆油田某区块现场实际数据,采用ABAQUS有限元模拟软件进行模拟,并将模... 

【文章页数】：65 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
创新点摘要
第一章 绪论
    1.1 研究背景与研究意义
    1.2 国内外发展现状
        1.2.1 套管-水泥环-地层固结体受力研究现状
        1.2.2 套管-水泥环-地层固结体胶结面失效研究现状
    1.3 主要研究内容及技术路线
        1.3.1 研究内容
        1.3.2 技术路线
第二章 套管-水泥环-地层固结体力学模型研究
    2.1 固井作业完成时固结体力学模型
        2.1.1 水平井井眼形成及力学状态研究
        2.1.2 水平井井眼周围地应力分布状态研究
    2.2 交变压力作用下固结体应力场分布模型
    2.3 交变压力作用下水泥环弹性模量变化研究
    2.4 通过有限元模拟分析固结体完整性
        2.4.1 水泥环参数对固结体结构完整性的影响研究
        2.4.2 地层参数对固结体结构完整性的影响研究
        2.4.3 套管内压力对固结体结构完整性的影响
    2.5 本章小结
第三章 交变压力作用下固结体胶结界面失效力学模型研究
    3.1 水平井分段压裂固结体结构完整性失效评价准则
        3.1.1 最大拉应力理论准则
        3.1.2 最大切应力理论准则
    3.2 水平井压裂水泥环本体破裂模型研究
    3.3 交变压力作用下水平井固井胶结界面失效力学模型研究
        3.3.1 交变压力作用下固结体胶结界面裂缝扩展力学模型建立
        3.3.2 交变压力作用下固结体胶结界面失效长度规律研究
    3.4 本章小结
第四章 基于夹持装置物模试验
    4.1 相似模型试验
    4.2 实验准备
    4.3 试验结果
    4.4 本章小结
结论
参考文献
发表文章目录
致谢



本文编号：3666271