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题名多级压裂斜井段累积塑性应变数值模拟研究
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作者
李韵竹
魏占军
陈鹏羽
程木伟
席岩
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机构
中国石油川庆钻探工程有限公司
中石油阿姆河天然气勘探开发(北京)有限公司
中国石油勘探开发研究院
北京工业大学
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出处
《石油机械》
北大核心
2025年第5期94-101,共8页
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基金
国家自然科学基金面上项目“CCUS工程多场耦合及跨时空尺度条件下井筒密封完整性失效机理及控制方法研究”(52374001)。
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文摘
多级压裂过程中交变载荷导致的水泥环界面累积塑性应变是微环隙产生的主要原因,斜井段因地应力偏转、套管不居中导致应力环境复杂,水泥环累积塑性应变发展规律鲜有研究。为此,考虑斜井段交变载荷、套管不居中及地应力偏转,结合水泥环损伤本构模型,建立了交变载荷作用下斜井段累积塑性应变发展数值模型,分析了多因素耦合作用下套管-水泥环界面处累积塑性应变变化规律,研究了套管居中度、交变载荷幅值及水泥环力学参数对累积塑性应变的影响规律,评价了交变载荷作用下斜井段累积塑性应变沿程分布。研究结果表明:斜井段地应力偏转会导致塑性应变增量增加,套管不居中会导致初始塑性应变增加,进而增大井筒气体泄漏的风险;套管内压越大,水泥环产生的累积塑性应变越大;同等力学条件下,提高套管居中度、降低水泥环弹性模量有利于减小累积塑性应变,保障水泥环密封的完整性;同等交变载荷次数条件下,斜井段累积塑性应变随着井深的增加先增加后减小,最大累积塑性应变出现在井斜角60°处,最小累积塑性应变出现在造斜点处。研究结果可为斜井段水泥环密封完整性的保护以及钻井液类型的优选提供理论参考。
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关键词
多级压裂
斜井段
累积塑性应变
交变载荷
数值模拟
密封完整性
地应力偏转
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Keywords
multistage fracturing
deviated section
cumulative plastic strain
alternating loads
numerical simulation
seal integrity
in-situ stress deflection
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分类号
TE934
[石油与天然气工程—石油机械设备]
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