隨著油氣田開(kāi)發(fā)技術(shù)的發(fā)展,人們對(duì)井筒完整性問(wèn)題越來(lái)越重視。井筒完整性問(wèn)題不僅關(guān)系到鉆井過(guò)程中的安全作業(yè),更是直接影響到后期油氣井的長(zhǎng)期穩(wěn)定生產(chǎn)。井筒完整性的破壞常常引發(fā)環(huán)空帶壓等問(wèn)題,威脅油氣井的安全開(kāi)采。本文首先根據(jù)井筒受到的外載建立了頁(yè)巖氣水平井壓裂力學(xué)模型,然后采用數(shù)值計(jì)算的方法計(jì)算了壓裂過(guò)程中井筒的溫度場(chǎng)分布和溫度應(yīng)力,得到了考慮溫度影響的頁(yè)巖氣水平井壓裂力學(xué)模型,并用VonMise條件對(duì)水泥環(huán)完整性進(jìn)行了評(píng)價(jià)。接下來(lái)在力學(xué)模型的基礎(chǔ)上分析了水泥環(huán)厚度、彈性模量和泊松比等因素對(duì)其自身應(yīng)力狀況的影響,得到了在固井作業(yè)時(shí)應(yīng)該選取厚度適中,彈性模量小,泊松比大的水泥環(huán)的結(jié)論。最后利用ANSYS有限元分析軟件探討了射孔參數(shù)對(duì)水泥環(huán)應(yīng)力狀況的影響,認(rèn)為射孔孔眼的孔徑和孔密應(yīng)該偏小,這樣有利于水泥環(huán)完整性的保護(hù)。應(yīng)該選擇在水泥環(huán)內(nèi)壁最小等效應(yīng)力方位處射孔。在射孔作業(yè)時(shí)要謹(jǐn)慎選取射孔相位角,避免在水泥環(huán)內(nèi)壁最大等效應(yīng)力方位處射孔。
【學(xué)位單位】：中國(guó)石油大學(xué)(北京)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類(lèi)】：TE931.2
【部分圖文】：

沿著最小水平主應(yīng)力方向，所以水覆巖層壓力 σV，它們一般不相等，井段受到的作用力有水平方向上的 σH的套管內(nèi)壓 P，同時(shí)還有由于壓裂液泥環(huán)的應(yīng)力狀態(tài)，先將此問(wèn)題分解度應(yīng)力的受力模型兩個(gè)子問(wèn)題分別假設(shè)：水泥環(huán)和地層都是各向同性材理想居中，且固井完好；水泥環(huán)性能良管和地層巖石接觸良好，無(wú)滑動(dòng)；忽平井段僅受到水平方向和垂直方向的。如圖 2.1 所示。

圖 2.2 非均勻應(yīng)力分解Fig 2.2 Non-uniform stress decomposition用記號(hào) σ 和 s： 1212H VH Vs （2.7）非均勻應(yīng)力邊界條件為： , cos 2, sin 2 rrb sb s（2.8） 為地層遠(yuǎn)場(chǎng)半徑 0,0, 0rrP （2.9）

1212H VH Vs 為： , cos 2, sin 2 rrb sb s 0,0, 0rrP 求解，套管、水泥環(huán)和地層組合系統(tǒng)在 V 。如圖 2.3 所示。
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本文編號(hào)：2866913