【摘要】：四川盆地長寧—威遠(yuǎn)頁巖氣示范區(qū)分段壓裂過程中出現(xiàn)的套管變形、擠毀問題已經(jīng)嚴(yán)重影響到頁巖氣井的井筒完整性以及勘探開發(fā)效果�？紤]非均勻地應(yīng)力、套管偏心、頁巖各向異性、地層巖性非均質(zhì)性等多因素的逐級耦合作用,利用有限元數(shù)值方法建立了偏心套管-水泥環(huán)-地層耦合的全尺寸數(shù)值模型,對頁巖氣水平井分段壓裂過程中套管損壞機(jī)理進(jìn)行研究分析。研究發(fā)現(xiàn):套管偏心不是套管先期損壞的主控因素;隨著非均勻地應(yīng)力比增大,套管內(nèi)壁應(yīng)力極值及周向應(yīng)力不均勻程度明顯增大;頁巖各向異性比越大,偏心角徑向位置對應(yīng)的套管內(nèi)壁應(yīng)力越大,此處承載風(fēng)險也越高;套管內(nèi)壁應(yīng)力最大值出現(xiàn)在巖性交替變化界面,非均質(zhì)性差異對套管內(nèi)壁應(yīng)力極值有較大的影響。研究結(jié)果可為頁巖氣井分段壓裂過程中套損預(yù)測提供理論依據(jù)。
[Abstract]:Casing deformation occurred during segmental fracturing in Changning-Weiyuan shale gas demonstration area in Sichuan Basin, which has seriously affected the wellbore integrity of shale gas wells and the effect of exploration and development. Considering the stepwise coupling of heterogeneous geostress, casing eccentricity, shale anisotropy and formation lithology heterogeneity, a full scale numerical model of eccentricity casing, cement sheath and formation coupling is established by using finite element numerical method. The mechanism of casing damage in shale gas horizontal well fracturing is studied and analyzed. It is found that casing eccentricity is not the main controlling factor of casing pre-damage, and the maximum stress and non-uniform degree of circumferential stress in casing wall increase with the increase of non-uniform in-situ stress ratio, the greater the shale anisotropy ratio. The greater the stress of the casing wall corresponding to the radial position of the eccentric angle, the higher the bearing risk, and the maximum stress of the inner wall of the casing appears at the interface of the alternation of lithology, and the heterogeneity difference has a great influence on the extreme stress value of the inner wall of the casing. The results can provide theoretical basis for casing damage prediction in shale gas well fracturing.
【作者單位】： 中國石油大學(xué)(北京)石油工程學(xué)院;北京信息科技大學(xué)高動態(tài)導(dǎo)航技術(shù)北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;北京探礦工程研究所;中國海洋石油工程股份有限公司;
【基金】：國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“長水平段非均質(zhì)頁巖儲層非均勻分簇射孔優(yōu)化研究”(51674272)、“控壓鉆井測控理論及關(guān)鍵問題研究”(51334003) 高動態(tài)導(dǎo)航技術(shù)北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開放課題“角速度陀螺儀過載振動動力學(xué)數(shù)值分析”(HDN2017003) 北京信息科技大學(xué)學(xué)校科研基金項(xiàng)目“過載-振動復(fù)合環(huán)境下陀螺儀動力學(xué)特性分析”(1725006)
【分類號】：TE377

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本文編號：2235393