水泥塞-套管界面膠結(jié)失效對棄置井井筒完整性提出了嚴(yán)峻挑戰(zhàn)�？紤]地下流體與水泥塞的流固耦合作用,基于cohesive單元方法,建立水泥塞-套管-水泥環(huán)-地層系統(tǒng)三維有限元模型,模擬垂直井水泥塞-套管界面裂縫剝離過程,研究地應(yīng)力對界面裂縫損傷演化的影響,并分析水平地應(yīng)力、水泥塞力學(xué)參數(shù)及界面性質(zhì)對裂縫剝離高度的影響。結(jié)果顯示:水平地應(yīng)力均勻時剝離裂縫沿著整個界面圓周延伸且高度相等,水平地應(yīng)力非均勻時剝離裂縫傾向于沿著界面某一圓周角擴(kuò)展且在最大水平地應(yīng)力方向具有較大的高度;水泥塞彈性模量從30 GPa減小到1 GPa,裂縫剝離高度降低9.3 m,臨界法向強(qiáng)度從0.25 MPa增大到2.0 MPa,裂縫剝離高度降低6.5 m,表明較低的彈性模量及較大的臨界法向強(qiáng)度有利于減小水泥塞-套管界面膠結(jié)失效的風(fēng)險;水泥塞泊松比從0.35減小到0.10,裂縫剝離高度僅降低2.0 m,臨界剪切強(qiáng)度從0.5 MPa增加到4.0 MPa,裂縫剝離高度僅降低3.3 m,表明泊松比和臨界剪切強(qiáng)度對界面膠結(jié)失效影響較小。建立的模型能夠?yàn)樗酀{配方優(yōu)選和井筒棄置工藝優(yōu)化提供指導(dǎo)。

【文章頁數(shù)】：7 頁

【文章目錄】：
0 引言
1 棄置井潛在泄漏路徑
2 Cohesive單元方法
    2.1 裂縫的損傷演化
    2.2 裂縫內(nèi)流體的流動
3 模型的建立與驗(yàn)證
    3.1 模型建立
    3.2 模型驗(yàn)證
4 結(jié)果分析
    4.1 水平地應(yīng)力
    4.2 水泥塞力學(xué)參數(shù)的影響
    4.3 界面性質(zhì)的影響
5 結(jié)論



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