体积压裂过程中固井界面微环隙扩展的数值模拟

发布时间：2024-03-26 20:22

　　射孔完井作业中射孔会对水泥环完整性造成破坏,尤其是固井界面微环隙的产生,导致后续压裂过程中出现环空带压与环空窜流的问题。针对此问题,建立压裂过程中水泥环界面微环隙扩展三维模型,通过Cohesive单元损伤模型模拟固井界面在体积压裂过程中微环隙的扩展,对界面微环隙的扩展长度进行分析计算,研究不同参数对压裂过程中固井界面失封长度的影响。结果表明:适当降低水泥环弹性模量,提高水泥石与套管、地层的胶结强度有利于减小水泥环界面微环隙扩展长度,保证水泥环有效封固;研究结果能够对体积压裂条件下的水泥环封固性能进行评价和预测。

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【部分图文】：

图5模拟结果与试验结果对比

图4井筒界面微环隙扩展压裂模拟装置示意图2微环隙扩展演化过程

图1固井一界面初始微环隙示意图

在压裂过程中,当射孔导致固井界面出现微小缝隙后,从井口注入的高压压裂液会进入微裂缝中,并克服界面胶结强度引起界面微环隙,如图1所示。基于该现象,建立图2所示水平井水力压裂水泥环微环隙扩展三维模型,套管外径为139.7mm,内径为127.9mm,水泥环厚度为30mm,出于网格....

图2几何模型

图1固井一界面初始微环隙示意图1.2孔隙与裂缝中流体流动方程

图3Cohesive单元损伤机制示意图

式中,τ为流体切应力,Pa;γ为切向应变率;K为稠度系数,Pa·sn′;n′为幂律系数。Cohesive单元内切向流的体积流率[20]定义为

本文编号：3939633