隨著油氣田開發(fā)技術(shù)的發(fā)展,人們對井筒完整性問題越來越重視。井筒完整性問題不僅關(guān)系到鉆井過程中的安全作業(yè),更是直接影響到后期油氣井的長期穩(wěn)定生產(chǎn)。井筒完整性的破壞常常引發(fā)環(huán)空帶壓等問題,威脅油氣井的安全開采。本文首先根據(jù)井筒受到的外載建立了頁巖氣水平井壓裂力學模型,然后采用數(shù)值計算的方法計算了壓裂過程中井筒的溫度場分布和溫度應力,得到了考慮溫度影響的頁巖氣水平井壓裂力學模型,并用VonMise條件對水泥環(huán)完整性進行了評價。接下來在力學模型的基礎上分析了水泥環(huán)厚度、彈性模量和泊松比等因素對其自身應力狀況的影響,得到了在固井作業(yè)時應該選取厚度適中,彈性模量小,泊松比大的水泥環(huán)的結(jié)論。最后利用ANSYS有限元分析軟件探討了射孔參數(shù)對水泥環(huán)應力狀況的影響,認為射孔孔眼的孔徑和孔密應該偏小,這樣有利于水泥環(huán)完整性的保護。應該選擇在水泥環(huán)內(nèi)壁最小等效應力方位處射孔。在射孔作業(yè)時要謹慎選取射孔相位角,避免在水泥環(huán)內(nèi)壁最大等效應力方位處射孔。
【學位單位】：中國石油大學(北京)
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：TE931.2
【部分圖文】：

沿著最小水平主應力方向，所以水覆巖層壓力 σV，它們一般不相等，井段受到的作用力有水平方向上的 σH的套管內(nèi)壓 P，同時還有由于壓裂液泥環(huán)的應力狀態(tài)，先將此問題分解度應力的受力模型兩個子問題分別假設：水泥環(huán)和地層都是各向同性材理想居中，且固井完好；水泥環(huán)性能良管和地層巖石接觸良好，無滑動；忽平井段僅受到水平方向和垂直方向的。如圖 2.1 所示。

圖 2.2 非均勻應力分解Fig 2.2 Non-uniform stress decomposition用記號 σ 和 s： 1212H VH Vs （2.7）非均勻應力邊界條件為： , cos 2, sin 2 rrb sb s（2.8） 為地層遠場半徑 0,0, 0rrP （2.9）

1212H VH Vs 為： , cos 2, sin 2 rrb sb s 0,0, 0rrP 求解，套管、水泥環(huán)和地層組合系統(tǒng)在 V 。如圖 2.3 所示。
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本文編號：2866913