本文關(guān)鍵詞：儲氣庫注采載荷對儲層段水泥環(huán)完整性的影響研究　出處：《西南石油大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：儲氣庫是一種將已采出的天然氣重新注入到地下廢棄的油田或氣田而形成的人工氣藏,在天然氣的供給和儲備上起著十分重要的作用。水泥環(huán)是儲氣庫注采井井筒完整性的重要屏障之一,其力學(xué)完整性的好壞嚴(yán)重影響注采井的生命周期與生產(chǎn)安全。研究注采載荷變化對水泥環(huán)完整性的影響,對提高儲氣庫注采井水泥環(huán)的環(huán)空封隔能力,有效保證儲氣庫注采井的井筒完整性具有非常重要的意義。本文建立套管-水泥環(huán)-井壁圍巖的組合體模型,通過理論計算來判斷水泥環(huán)的密封完整性。隨后將不同循環(huán)應(yīng)力環(huán)境下的水泥環(huán)作為實驗研究對象,來探討儲氣庫注采載荷變化對水泥環(huán)密封完整性的影響規(guī)律。為了提高水泥環(huán)的承載能力,對水泥環(huán)進(jìn)行力學(xué)性能改善,保證了水泥環(huán)的長期環(huán)空封隔能力。本文在理論研究與實驗研究的基礎(chǔ)上,形成了以下結(jié)論:(1)建立了考慮初始應(yīng)力、井筒壓力、地應(yīng)力和溫度作用下的水泥環(huán)密封完整性評價模型。利用理論評價模型,對X儲氣庫水泥環(huán)進(jìn)行了理論計算評價,評價結(jié)果發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有水泥漿體系理論上可起到安全有效的密封作用。(2)對X儲氣庫水泥環(huán)進(jìn)行了密封完整性評價實驗,實驗結(jié)果表明現(xiàn)有水泥漿體系可進(jìn)行較長時間的封固。進(jìn)行了水泥環(huán)應(yīng)力破壞實驗,實驗結(jié)果表明水泥環(huán)能夠抵抗較高的壓差。選取了不同注采壓差對水泥環(huán)進(jìn)行應(yīng)力循環(huán)實驗,壓差越大,水泥環(huán)遭到破壞的風(fēng)險越大。(3)通過選用不同的材料對水泥環(huán)基本力學(xué)性能進(jìn)行了測試對比,選取了對水泥環(huán)的力學(xué)性能提升效果最好的碳纖維來改善水泥環(huán)力學(xué)性能。改性后的水泥環(huán)能夠承受更長的循環(huán)加載周期和更大的內(nèi)外壓差,可為儲氣庫的高效開發(fā)與安全生產(chǎn)提供有力的保障。
[Abstract]:Gas storage is a kind of artificial gas reservoir which is formed by re-infusing produced natural gas into underground abandoned oil or gas fields. Cement ring is one of the important barriers to the wellbore integrity of gas reservoir injection and production wells. Its mechanical integrity seriously affects the life cycle and production safety of injection-production wells. The influence of injection-production load change on the integrity of cement ring is studied to improve the sealing ability of cement-ring in gas reservoir injection-production wells. It is of great significance to ensure the wellbore integrity of gas reservoir injection-production wells effectively. In this paper, the combined body model of casing, cement ring and wall rock is established. The seal integrity of the cement ring is judged by theoretical calculation. Then the cement ring under different cyclic stress is taken as the experimental object. In order to improve the bearing capacity of cement ring, the mechanical properties of cement ring were improved. On the basis of theoretical and experimental studies, the following conclusion is reached: 1) the initial stress and wellbore pressure are considered. The evaluation model of cement ring seal integrity under the action of in-situ stress and temperature. Using the theoretical evaluation model, the theoretical evaluation of X gas storage cement ring was carried out. The evaluation results show that the existing cement slurry system can play a safe and effective sealing role in theory.) the seal integrity evaluation experiment of X gas storage cement ring is carried out. The experimental results show that the existing cement slurry system can be sealed for a long time, and the stress failure test of cement ring is carried out. The experimental results show that the cement ring can resist the higher pressure difference. The higher the risk of failure of cement ring is, the more basic mechanical properties of cement ring are tested and compared by selecting different materials. The carbon fiber which has the best effect on the mechanical properties of the cement ring is selected to improve the mechanical properties of the cement ring. The modified cement ring can withstand longer cycle loading cycle and greater pressure difference inside and outside. It can provide strong guarantee for high efficiency development and safe production of gas storage.
【學(xué)位授予單位】：西南石油大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TE82

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本文編號：1383513