-
题名瞬态力-热耦合作用下水泥环形态对套管应力的影响
被引量：17
- 1
-
-
作者
席岩
李军
柳贡慧
查春青
秦曦
严攀
-
机构
中国石油大学(北京)石油工程学院
北京工业大学
中国石油天然气集团公司西部钻探工程技术有限公司
-
出处
《断块油气田》
CAS
北大核心
2017年第5期700-704,共5页
-
基金
国家自然科学基金项目"长水平段非均质页岩储层非均匀分簇射孔优化研究"(51674272)
中国石油西南油气田分公司项目"四川盆地高温高压含硫井超深井钻井
完井及试油技术研究与应用"(2016E-0608)
-
文摘
基于页岩气水平井压裂工程实际,采用解析法与数值法结合的方式,建立了压裂过程中井筒温度场计算模型和套管偏心、水泥环缺失有限元模型,据此研究瞬态力-热耦合作用下的水泥环形态对套管应力的影响。结果显示:1)页岩气井压裂过程中瞬态力-热耦合作用显著提高了套管应力;套管应力呈先升高后降低的动态变化,最大应力值出现在压裂初期。2)水泥环完整或套管偏心时,瞬态力-热耦合作用降低了套管应力周向分布不均匀差异;水泥环缺失时,套管应力随着缺失角、偏心距的增大而提高。研究结果对于精确计算页岩气井压裂过程中的套管应力具有重要意义。
-
关键词
页岩气井
套管变形
井筒温度场
瞬态温度力-热耦合
水泥环形态
-
Keywords
shale gas well
casing deformation
wellbore temperature field
transient mechanical-thermal coupling
cement sheath shape
-
分类号
TE256
[石油与天然气工程—油气井工程]
-
-
题名页岩油气井多级压裂温压耦合套管应力演化规律
- 2
-
-
作者
李辉
李军
连威
张辉
刘金璐
张俊成
-
机构
中国石油大学(北京)石油工程学院
新疆二氧化碳高效利用与封存重点实验室·中国石油大学(北京)克拉玛依校区
中国石油塔里木油田公司
-
出处
《断块油气田》
北大核心
2025年第5期781-789,共9页
-
基金
国家自然科学基金联合基金重点支持项目“四川盆地深层超深层气井环空带压预防与管控基础研究”(U22A20164)
“金属封隔层井下原位生成机理与控制方法研究”(U23B2081)
+1 种基金
国家自然科学基金联合基金集成项目“复杂环境下水泥环全生命周期密封理论与控制方法”(U22B6003)
国家自然科学基金青年基金项目“页岩气井多级压裂诱发断层滑移量化计算模型与套管变形控制方法研究”(52204018)。
-
文摘
页岩油气井多级压裂过程中,井筒管柱处于多轮次压力冲击和热应力循环载荷的复杂力学环境,明确多级压裂过程中的套管受力情况对预测套管寿命至关重要。文中基于井筒流动理论和传热学原理,以及多级压裂过程中压力循环次数及温度交替变化规律,建立了不同工况下的套管-水泥环-地层三维有限元模型,分析了多级压裂过程中套管应力演化规律,预测了非射孔段和射孔段套管应力随压裂时间的变化趋势,并针对关键影响因素进行了分析。结果表明:多级压裂过程中,井筒温度呈周期性波动递减变化,30级压裂后,套管跟端温度由122.0℃降到81.5℃,降低了33.2%;套管应力随压裂液注入排量的增大呈非线性增大,随压裂液注入温度的升高呈线性减小,随压裂级数的增加呈对数函数变化规律,30级压裂后,套管射孔段比非射孔段最大Mises应力增大了87.45%;随套管屈服强度的降低、射孔孔眼直径的增大以及射孔密度的增加,套管孔间应力干扰明显增强,压裂后,套管屈服裕度降低,射孔相位角为60°时套管屈服裕度最大。该研究结果对多级压裂过程中的射孔参数优化、套管变形分析及套管剩余寿命预测有重要意义。
-
关键词
多级压裂
井筒温压场
瞬态热-力耦合
应力预测
屈服裕度
-
Keywords
multi-stage fracturing
wellbore temperature and pressure field
transient thermo-mechanical coupling
casing load prediction
yield margin
-
分类号
TE21
[石油与天然气工程—油气井工程]
-
