油田固井质量对套管损坏影响的数值仿真.pdf

《油田固井质量对套管损坏影响的数值仿真.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第31卷第9期计算机仿真2014年9月文章编号：1006—9348(2014)09—0161—04油田固井质量对套管损坏影响的数值仿真于浩，练章华，林铁军(西南石油大学石油与天然气工程学院，四川成都6lO50o)摘要：在油田固井质量优化的研究中，由于地质条件和施工工艺等因素对固井水泥环的影响，套管外壁所受载荷的非均匀性增强，处于复杂的应力状态下，容易发生损坏现象。以N80套管为例，根据岩石力学和弹塑性力学理论，运用ABAQUS有限元分析软件建立地层一水泥环一套管机理研究的有限元模型，针对水泥环性能、居中情况、缺失情况等不同固井

2、质量下，进行了仿真分析。研究结果表明，高强度、大刚度、无缺失、居中良好的固井水泥环是保护套管防止损坏的最佳固井质量。上述方法的研究成果为固井质量差导致套管失效提供了理论依据。关键词：水泥环；套管损坏；有限元；居中；缺失中图分类号：TE319文献标识码：BNumericalSimulationofInfluenceofCementingQualityonCasingFailureforOilFieldYUHao，LIANZhang-hua，LINTie-jaN(SchoolofPetroleumEngineering，South

3、westPetroleumUniversity，Chengdu610500)ABSTRACT：Duetothegeologicalconditions，thedrillingconstructiontechnicsandotherreasons，theheterogeneityofloadonthecasingwillgetincreased，andbeundercomplexstressstate，whichleadsitpronetofailureanddam—age．AsanexamplewithN80casingwea

4、l"，basedonthetheoryofrockmechanicsandelastic-plasticmechanics，weusedasoftwareABAQUStoconstructthemodelofformationconcludingcementandcasedforfiniteelementanalysisinviewoftheproblemsontheperformanceofcementsheath，degreeofcenteredanddeficiencyofmateria1．There—suhsofres

5、earchdemonstratethatthecementingqualitywithhigherstrength，largerstiffness，nodeficiencyandbettercentereddegreeisthebesttoprotectcasingfromfailure．Themethodandachievementsinthepaperprovidethetheo-reticalsupportsforcasingdamagebypoorcementingquality．KEYWORDS：Cementshea

6、th；Casingfailure；Finiteelement；Center；Deficiency1引言要目的是为了封隔井眼内的油、气、水；并且减小和延缓地层石油为世界上最为重要的能源资源，已经成为各个行业围岩对套管的作用，改善套管的受力情况，提高套管的抗挤不可或缺也不能再生的宝贵资源。随着石油开采力度的加压强度，延长套管的使用寿命。固井质量的优良与否，直接强，如何实现在有限的石油资源和储量的基础上，提高石油影响到油气井寿命、产能以及勘探开发的总体效益。J。产量成为了国内外重视的一个问题J。石油套管作为维持固井质量是地质条件、固

7、井设计和施工工艺水平综合体油井正常运行的生命线，用于支撑油井井壁，保证钻井的进现的结果。固井质量不好会使套管外壁所受到的载荷非均行和完井后整个油井的正常生产，对石油产量具有举足轻重匀性显著增加，导致套管受到挤压、剪切和弯曲的载荷作用，的作用。如果套管发生损坏，就会严重影响油井的正常生从而使得套管进入屈服阶段。当套管进入屈服阶段后，随着产，降低油井产量。载荷的增加，套管开始出现较大变形，套管截面椭圆度会固井是钻完井作业工程中重要的环节之一，是将水泥浆逐渐增大，当椭圆度达到一定的数值以后，就会致使套管失灌人到井眼与套管之间的环形空

8、间的施工作业。固井的主效。本文针对现场常见的固井水泥环性能、居中情况、缺失基金项目：国家自然科学基金项目(50774063)；国家教育部博士点基情况以及椭圆度大小等不同固井质量，分别建立不同二维有金项目(20135121110005)限元地层一水泥环～套管模型，并针对有限元结