【摘要】：射孔會(huì)對(duì)井筒完整性造成局部損傷,尤其是導(dǎo)致水泥環(huán)本體破壞以及第一界面(套管-水泥環(huán)界面)、第二界面(水泥環(huán)-圍巖界面)的膠結(jié)脫離、微環(huán)隙等,在后期頁(yè)巖氣水平井體積壓裂過(guò)程中,由于高壓流體的注入,界面微環(huán)隙將會(huì)加劇甚至發(fā)生裂縫擴(kuò)展,影響封固性能。針對(duì)這一問(wèn)題,建立了界面裂縫擴(kuò)展數(shù)學(xué)模型,通過(guò)流體連續(xù)性方程、泊肅葉定律和凈壓力與縫寬彈性關(guān)系以及邊界條件聯(lián)立得到非線(xiàn)性偏微分方程組,利用對(duì)控制方程無(wú)因次化的方法求得自相似解。使用該模型對(duì)現(xiàn)場(chǎng)算例進(jìn)行了計(jì)算,并分析了各參數(shù)對(duì)界面裂縫長(zhǎng)度的影響。研究結(jié)果表明:適當(dāng)提高水泥環(huán)彈性模量,適當(dāng)降低井口壓力和壓裂時(shí)間有利于減小界面裂縫擴(kuò)展長(zhǎng)度,有利于保障水泥環(huán)長(zhǎng)期有效封固。研究結(jié)果能夠?qū)?yè)巖氣井體積壓裂條件下的水泥環(huán)封固性能進(jìn)行評(píng)價(jià)和預(yù)測(cè),同時(shí)在滿(mǎn)足油氣開(kāi)采要求的前提下,對(duì)相鄰射孔段間距的優(yōu)選,也具有一定的指導(dǎo)意義。
[Abstract]:Perforation can cause local damage to wellbore integrity, especially the failure of cement sheath body and the cementation breakaway of the first interface (casing cement ring interface), the second interface (cement ring-surrounding rock interface), the microannular gap, etc. In the later stage of volume fracturing of shale gas horizontal wells due to the injection of high pressure fluid the interfacial microannulus will be aggravated and even fracture propagation will occur which will affect the sealing performance. In order to solve this problem, a mathematical model of interfacial crack propagation is established. The nonlinear partial differential equations are obtained by means of fluid continuity equation, Poisson's law, the relationship between net pressure and joint width elasticity, and boundary conditions. The method of dimensionless governing equation is used to obtain the self-similar solution. The model is used to calculate the field examples and the influence of each parameter on the crack length of the interface is analyzed. The results show that the proper increase of elastic modulus of cement ring, proper reduction of wellhead pressure and fracturing time are conducive to reducing the length of fracture propagation at the interface and ensuring the long-term effective sealing of cement ring. The results can be used to evaluate and predict the cement-ring cementing performance under the condition of volume fracturing of shale gas wells. At the same time, under the premise of satisfying the requirements of oil and gas production, it is also of certain guiding significance to select the interval between adjacent perforation sections.
【作者單位】： 中國(guó)石油勘探開(kāi)發(fā)研究院;中國(guó)石油集團(tuán)鉆井工程技術(shù)研究院;中國(guó)環(huán)境出版集團(tuán)有限公司;中國(guó)石油塔里木油田公司;
【基金】：國(guó)家重大科技專(zhuān)項(xiàng)(2016ZX05022-005,2016ZX05020-003) 中國(guó)石油天然氣集團(tuán)公司重大工程專(zhuān)項(xiàng)(2013E-3805,2013E-3810);中國(guó)石油天然氣集團(tuán)公司重大科技攻關(guān)項(xiàng)目(2016A-3904)資助
【分類(lèi)號(hào)】：TE377

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本文編號(hào)：2145655