交变压力下固井界面微间隙产生规律研究

摘要：

针对油井长期服役过程中的固井界面微间隙产生机理及规律问题,对比国外学者的经典试验,利用ABAQUS有限元软件对套管内压交变作用下的固井界面力学响应进行了模拟分析.分析结果表明,当套管和水泥环应力均处在弹性范围内时,没有微间隙产生;而在高应力作用下水泥环中存在塑性残余变形时,套管内压交替变化将导致套管、水泥环和地层界面变形不再协调,将可能脱开产生徽间隙.因此得出结论:套管内压交变作用下的水泥环塑性残余变形是导致微间隙产生的主要原因之一.进一步对影响徽间隙尺寸的关键因素及规律进行分析,指出套管内压值越大,产生微间隙的可能性就越大,套管内交变压差越大,徽间隙的尺寸就越大;在套管内交变压力作用下,软地层比硬地层固井界面更容易产生微间隙;同时,选用低弹性模量水泥固井界面产生微间隙的可能性则会降低.研究结果对环空带压和环空窜流的产生原因及预防具有重要意义.

关键词：微间隙、套管、水泥环、固井界面、塑性残余变形、有限元模拟

所属期刊栏目：43

分类号：TE256(钻井工程)

资助基金：国家973计划项目“深井复杂地层安全高效钻井基础研究”2010CB226706;中央高校基本科研业务赞专项资金资助项目27R1202015A

在线出版日期：2015-06-09（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共6页

页码：22-27