本文關(guān)鍵詞：復雜井筒條件下套管有效強度研究　出處：《西南石油大學》2017年碩士論文　論文類型：學位論文

  更多相關(guān)文章： 套管有效強度 強度校核 非均布外載 水泥環(huán)卸載 偏心

【摘要】：常規(guī)套管強度設(shè)計沒有考慮非均布外載和水泥環(huán)的影響,故論文提出了復雜井筒條件下套管有效強度的計算方法。利用該方法校核固井后套管有效強度,為后期壓裂酸化和多級分段壓裂等增產(chǎn)措施提供指導性技術(shù)指標,還能結(jié)合井下復雜情況分析套變井的套變機理,這些都是論文研究成果在現(xiàn)場的應(yīng)用方向。特此說明,論文中的套管強度特指套管抗擠強度,有效抗擠強度就是套管在多種因素作用下的實際抗擠能力。由于目前套管強度研究缺少實驗驗證,論文采用自主設(shè)計的機械式套管受力模擬試驗裝置進行實驗研究,與液壓式裝置相比,機械式套管受力模擬試驗裝置具有可以模擬多種非均布外載、實驗操作簡單和試驗成本較低的優(yōu)點。通過大量試驗,將實驗結(jié)果與理論計算、有限元分析相互印證,進一步完善復雜井筒條件下套管有效強度計算方法。套管受力模擬實驗研究表明:非均布外載導致套管抗擠強度減少12.8%,局部外載條件下套管抗擠強度大幅度降低。水泥環(huán)保護套管的作用比較明顯,套管100%居中條件下高強度韌性水泥環(huán)可以卸去27.4%的外載;套管偏心導致水泥環(huán)卸載作用降低,套管居中度為30%時和100%居中相比,水泥環(huán)卸載能力降低6.9%,這一數(shù)值在橢圓非均布外載下為2.9%,說明在現(xiàn)場非均布地應(yīng)力條件下,套管偏心對水泥環(huán)的卸載作用影響不大;相比彈性模量,水泥石屈服強度對水泥環(huán)的卸載作用影響更大;套管和水泥環(huán)的膠結(jié)對水泥環(huán)的卸載作用幾乎沒有影響。另外,大主應(yīng)力正對偏心窄間隙時水泥環(huán)的卸載能力更低。
[Abstract]:The conventional casing strength design does not consider the influence of non-uniform load and cement ring, so this paper puts forward a calculation method of casing effective strength under complex wellbore conditions. This method is used to check the casing effective strength after cementing. For the later fracturing acidification and multi-stage fracturing and other production measures to provide guidance technical indicators, but also can be combined with the downhole complex situation to analyze the casing variation mechanism. These are the application directions of the research results in the field. Here, the casing strength in the paper specifically refers to the casing anti-squeezing strength. Effective squeezing strength is the actual anti-squeezing ability of casing under the action of many factors. At present, the research of casing strength is lack of experimental verification. In this paper, the mechanical casing force simulation test device designed by ourselves is used to carry out experimental research. Compared with the hydraulic device, the mechanical casing force simulation test device can simulate a variety of non-uniform external loads. The advantages of simple operation and low test cost. Through a large number of experiments, the experimental results and theoretical calculation, finite element analysis mutually verified each other. Further improve the effective strength calculation method of casing under complex wellbore conditions. The experimental results of casing stress simulation show that the casing anti-squeezing strength is reduced by 12.8% due to non-uniform external load. Under the condition of local external load, the strength of casing collapsing is greatly reduced. The effect of cement environmental protection casing is obvious. Under the condition of casing 100%, the high strength and toughness cement sheath can remove 27.4% of external load. Casing eccentricity reduces the unloading effect of cement sheath. When the casing centrality is 30 and 100%, the unloading capacity of cement sheath is decreased by 6.9, which is 2.9% under elliptical non-uniform load. The results show that the eccentricity of casing has little effect on the unloading of cement sheath under the condition of non-uniform in-situ stress. Compared with the elastic modulus, the yield strength of cement stone has more influence on the unloading of cement ring. The cementation of casing and cement sheath has little effect on the unloading of cement sheath. In addition, the unloading capacity of cement sheath is lower when the large principal stress is being applied to the eccentric narrow gap.
【學位授予單位】：西南石油大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TE931.2

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本文編號：1360774