本文關(guān)鍵詞：壓裂對(duì)水泥環(huán)受力及改善其力學(xué)特性材料研究

  更多相關(guān)文章： 分段壓裂 固井 水泥環(huán) EVA材料 表面改性 力學(xué)特性

【摘要】：分段壓裂是實(shí)現(xiàn)頁(yè)巖氣、致密砂巖氣等低滲油氣藏商業(yè)化開采的關(guān)鍵技術(shù)。但是分段壓裂時(shí)產(chǎn)生的沖擊力、誘導(dǎo)應(yīng)力以及較大內(nèi)壓變化,會(huì)使水泥環(huán)封隔完整性失效。針對(duì)該問題,論文首先從分段壓裂水泥環(huán)受力分析入手,提出分段壓裂井固井水泥環(huán)力學(xué)性能要求；然后,將建筑上常用的EVA材料引入油井水泥,并對(duì)該材料進(jìn)行表面改性,評(píng)價(jià)該材料對(duì)水泥漿常規(guī)性能的影響和改善水泥石力學(xué)特性的效果。論文主要開展的工作及研究成果如下：(1)基于非均勻應(yīng)力下的套管-水泥環(huán)-地層力學(xué)模型,引入水力裂縫誘導(dǎo)應(yīng)力,建立分段壓裂井水泥環(huán)受力模型。水泥環(huán)受力及位移均比不考慮誘導(dǎo)應(yīng)力時(shí)要大很多。水泥環(huán)受力及位移隨著距離水力裂縫壁面距離增加先增大后減小。(2)水泥環(huán)受力及位移隨水力裂縫的數(shù)量、高度以及井筒內(nèi)壓增加而增大,隨裂縫間距增大而減�。坏貞�(yīng)力非均質(zhì)性越強(qiáng)水泥環(huán)受力和位移越大。對(duì)于低彈性模量地層,高彈性模量水泥環(huán)受力大,低彈性模量水泥環(huán)受力小；而高彈性模量地層水泥環(huán)受力則相反。(3)用具有兩個(gè)強(qiáng)親水基團(tuán)(磺酸基和羧基)的TG對(duì)EVA顆粒進(jìn)行表面改性處理后,用其配制的水泥漿的穩(wěn)定性比未處理前增加。用紅外光譜檢測(cè)改性EVA發(fā)現(xiàn)了磺酸基、羧基、羥基三種親水性極強(qiáng)的官能團(tuán)。(4)隨著EVA顆粒摻量增加,水泥漿流動(dòng)性受影響不大,失水降低,稠化時(shí)間延長(zhǎng)；水泥石抗壓強(qiáng)度略有降低,但抗折強(qiáng)度增加,韌性明顯增強(qiáng),彈性模量降低,抗沖擊功增強(qiáng)。EVA顆粒加量越多,彈性恢復(fù)出現(xiàn)得越早,彈性恢復(fù)率越大,水泥石自愈合能越強(qiáng)。
【關(guān)鍵詞】：分段壓裂 固井 水泥環(huán) EVA材料 表面改性 力學(xué)特性
【學(xué)位授予單位】：西南石油大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TE256
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 第1章 緒論7-13
• 1.1 目的及意義7
• 1.2 國(guó)內(nèi)外現(xiàn)研究現(xiàn)狀7-11
• 1.2.1 分段壓裂應(yīng)力場(chǎng)改變機(jī)理7-8
• 1.2.2 水泥環(huán)受力模型8
• 1.2.3 彈韌性材料8-10
• 1.2.4 需要重點(diǎn)研究的方面10-11
• 1.3 研究思路及主要內(nèi)容11-13
• 1.3.1 研究思路11
• 1.3.2 主要內(nèi)容11-13
• 第2章 分段壓裂井水泥環(huán)受力模型13-27
• 2.1 條件假設(shè)及井軸方位坐標(biāo)轉(zhuǎn)換13-15
• 2.2 只考慮地應(yīng)力水泥環(huán)受力模型15-19
• 2.3 分段壓裂井水泥環(huán)受力模型19-23
• 2.3.1 水力裂縫誘導(dǎo)應(yīng)力場(chǎng)模型19-20
• 2.3.2 水力裂縫誘導(dǎo)應(yīng)力場(chǎng)大小及分布20-21
• 2.3.3 復(fù)合地應(yīng)力場(chǎng)模型21-23
• 2.4 復(fù)合應(yīng)力下水泥環(huán)受力模型23
• 2.5 算例分析23-26
• 2.5.1 復(fù)合地應(yīng)力下的水泥環(huán)受力分析23-25
• 2.5.2 水泥環(huán)受力隨距離裂縫距離變化25-26
• 2.6 本章小結(jié)26-27
• 第3章 分段壓裂井水泥環(huán)受力影響因素27-36
• 3.1 水力裂縫參數(shù)對(duì)水泥環(huán)的影響27-29
• 3.1.1 水力裂縫數(shù)量的影響27-28
• 3.1.2 水力裂縫間距的影響28-29
• 3.1.3 水力裂縫高度的影響29
• 3.2 井筒內(nèi)壓變化對(duì)水泥環(huán)的影響29-30
• 3.3 水泥環(huán)力學(xué)特性對(duì)水泥環(huán)的影響30-33
• 3.3.1 水泥環(huán)受其彈性模量影響30-32
• 3.3.2 水泥環(huán)和地層彈性模量的配合32-33
• 3.3.3 水泥環(huán)受其泊松比影響33
• 3.4 地應(yīng)力非均質(zhì)性對(duì)水泥環(huán)的影響33-34
• 3.5 分段壓裂時(shí)水泥石力學(xué)性能要求34-35
• 3.6 本章小結(jié)35-36
• 第4章 新型彈韌性材料研究36-46
• 4.1 新型彈韌性材料36-37
• 4.2 EVA材料表面改性37-43
• 4.2.1 實(shí)驗(yàn)儀器及材料37-39
• 4.2.2 實(shí)驗(yàn)原理及方法39
• 4.2.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析39-43
• 4.3 改性EVA顆粒親水基團(tuán)檢測(cè)43-45
• 4.4 本章小結(jié)45-46
• 第5章 新型彈韌性材料水泥漿工程性能及力學(xué)性能評(píng)價(jià)46-62
• 5.1 對(duì)水泥漿常規(guī)性能影響46
• 5.2 對(duì)水泥石力學(xué)特性改善46-53
• 5.2.1 抗壓強(qiáng)度抗折強(qiáng)度46-48
• 5.2.2 三軸力學(xué)性能48-49
• 5.2.3 彈性恢復(fù)能力測(cè)試49-51
• 5.2.4 抗沖擊性能51
• 5.2.5 彈韌性機(jī)理分析51-53
• 5.3 EVA材料的自愈合性能53-61
• 5.3.1 自愈合性能測(cè)量裝置及方法53-54
• 5.3.2 自愈合性能測(cè)量54-59
• 5.3.3 自愈合機(jī)理分析59-61
• 5.4 本章小結(jié)61-62
• 第6章 結(jié)論與建議62-64
• 6.1 結(jié)論62
• 6.2 建議62-64
• 致謝64-65
• 參考文獻(xiàn)65-70
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及科研成果70

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 楊恒林;陳勉;金衍;張廣清;;套管水泥環(huán)剛度與強(qiáng)度對(duì)抗擠性能影響分析[J];天然氣工業(yè);2006年11期

2 曾德智;林元華;李雙貴;施太和;;非均勻地應(yīng)力下水泥環(huán)界面應(yīng)力分布規(guī)律研究[J];石油鉆探技術(shù);2007年01期

3 張建忠;張志全;于洋洋;魏勇;張軍杰;榮杰;段錚;;非均勻地應(yīng)力下套管水泥環(huán)受力研究[J];斷塊油氣田;2007年02期

4 陳朝偉;殷有泉;;水泥環(huán)對(duì)套管載荷影響的理論研究[J];石油學(xué)報(bào);2007年03期

5 李雙貴;曾德智;林元華;易浩;劉曉平;;水泥環(huán)對(duì)套管外載的影響規(guī)律研究[J];西部探礦工程;2007年11期

6 王耀鋒;李軍強(qiáng);楊小輝;王水航;高曉剛;;水泥環(huán)彈性模量和泊松比與地層性質(zhì)匹配關(guān)系研究[J];石油鉆探技術(shù);2008年06期

7 周兵;姚曉;華蘇東;;套管試壓對(duì)水泥環(huán)完整性的影響[J];鉆井液與完井液;2009年01期

8 賈春雨;代曉宇;;橢圓水泥環(huán)厚度和彈性模量對(duì)套管受力的影響分析[J];佳木斯大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2009年02期

9 趙鵬;趙志寶;劉樂華;;水泥環(huán)缺失對(duì)套管損壞的影響分析[J];油氣田地面工程;2009年10期

10 沈曉濱;;動(dòng)載荷條件下水泥環(huán)損傷原因分析[J];重慶科技學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2010年05期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前4條

1 潘沈潔;王曉;呂兆遠(yuǎn);;均勻地應(yīng)力下水泥環(huán)對(duì)鋼套管的影響[A];北京力學(xué)會(huì)第18屆學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2012年

2 鄭友志;郭小陽(yáng);梁濤;李早元;張智勇;;混合材水泥石微觀結(jié)構(gòu)對(duì)其聲學(xué)特性的影響[A];第六屆中國(guó)功能材料及其應(yīng)用學(xué)術(shù)會(huì)議論文集（10）[C];2007年

3 徐平;李小春;王小明;方志明;;平面SH波作用下套管-水泥環(huán)的動(dòng)力響應(yīng)[A];第十二次全國(guó)巖石力學(xué)與工程學(xué)術(shù)大會(huì)會(huì)議論文摘要集[C];2012年

4 車小花;李俊;喬文孝;;固井水泥環(huán)周向不均勻性對(duì)套管井中偶極源聲場(chǎng)的影響[A];2008年全國(guó)聲學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2008年

中國(guó)重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 思源;四大戰(zhàn)略提升水泥環(huán)保產(chǎn)業(yè)[N];中國(guó)高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)導(dǎo)報(bào);2004年

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前4條

1 陳正茂;高溫高壓氣井井筒力學(xué)完整性研究[D];西南石油大學(xué);2013年

2 聶臻;水泥環(huán)密封失效機(jī)理研究及應(yīng)用[D];中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京）;2011年

3 楊志伏;基于水泥凝固過程的油井結(jié)構(gòu)應(yīng)力分析[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2013年

4 李早元;有助于改善層間封隔能力的聚合物多元水泥體系材料特性研究[D];西南石油大學(xué);2006年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 肖蘇慧;固井水泥環(huán)對(duì)套管抗擠壓性能的分析與研究[D];山東大學(xué);2015年

2 王澤凡;水壓作用下套管井的應(yīng)力分析與流體竄槽機(jī)制研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2015年

3 王博;非均勻的地應(yīng)力下水泥環(huán)結(jié)構(gòu)完整性規(guī)律分析[D];東北石油大學(xué);2015年

4 吳彥先;高壓氣井中環(huán)空帶壓機(jī)理的研究[D];中國(guó)石油大學(xué)(華東);2014年

5 徐華翔;頁(yè)巖氣層固井水泥石力學(xué)性能有限元模擬研究[D];中國(guó)石油大學(xué)(華東);2014年

6 孫佳;油井開采階段水泥環(huán)密封性失效機(jī)理研究[D];中國(guó)石油大學(xué)(華東);2014年

7 陳思宇;套管內(nèi)載荷作用下水泥環(huán)力學(xué)性能分析[D];東北石油大學(xué);2016年

8 李楊;二氧化碳地質(zhì)存儲(chǔ)過程中井筒完整性研究[D];東北石油大學(xué);2016年

9 張凱;高壓氣井水泥環(huán)力學(xué)損傷機(jī)理及材料改性試驗(yàn)研究[D];西南石油大學(xué);2016年

10 程朝;頁(yè)巖氣水平井壓裂水泥環(huán)力學(xué)完整性研究[D];西南石油大學(xué);2016年

，

本文編號(hào)：868159