压裂工况对页岩气套管应力分布的影响

摘要：

页岩气所处的页岩地层具有多孔低渗透的特性,开采方式具有压力大和排量高的特点,因此,在实施压裂施工过程中,页岩气套管较普通套管更容易损坏.为研究压裂工况对页岩气套管应力分布的影响规律,采用有限元方法,借助ANSYS软件,以实际参数建立了有限元模型,模拟了页岩气压裂施工过程,分析了地层岩石弹性模量、水平地应力场和施工压力对套管应力分布的影响.研究结果表明:垂向地应力与水平地应力的差异越大,套管内壁上的等效应力值越大;岩石弹性模量的下降会导致套管应力上升,当岩石弹性模量下降超过10 GPa后,套管应力值会大幅度上升;套管内壁上的最大等效应力值随井口施工压力的增大而呈线性增加;可通过优化井眼轨迹、避免重复压裂施工以及合理预算井口施工压力等方法来预防和降低套管损坏.研究成果可为页岩气的开采工作和页岩气套管的损坏防治提供一定的指导.

关键词：页岩气、压裂工况、套管应力分布、套管损坏、ANSYS

所属期刊栏目：47

分类号：TE934(石油机械设备与自动化)

资助基金：四川省重点研发项目“页岩气井套管损伤机理及防治技术研究”2019YFS0045

在线出版日期：2020-01-11（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：139-146