压裂过程中考虑井眼曲率对套管应力的影响

摘要：

受井眼曲率变化影响,套管存在弯曲现象,在进行大规模压裂时套损情况严重.为研究井身结构变化对套管应力的影响,基于有限元分析方法,建立了不同井眼曲率半径下全管柱套管-水泥环-地层三维有限元力学分析模型,综合考虑地层弹性模量、套管内壁压力以及地应力场对套管应力分布的影响,并针对徐深气田实际井眼轨迹进行实例分析.分析结果表明:随着曲率半径增大,套管应力呈现减小趋势,套管受力变形集中在造斜点和入靶点初始位置;随着岩石弹性模量不断增加,套管应力呈现减小趋势,当岩石弹性模量大于35 GP a时,套管应力下降幅度大大减缓,岩石弹性模量15 GP a为风险值;施工压力低于74 MP a时,地层弹性模量较高对套管保护作用更为显著;大于40 m的曲率半径钻井可以有效减轻施工压力和地应力共同作用对套管的破坏;在套管的造斜点位置采用高强度材质管柱可以降低套损风险.研究结果对现场预防压裂套管损坏有一定的参考.

关键词：压裂套管、地应力、套管内壁压力、岩石弹性模量、曲率半径

所属期刊栏目：50

分类号：TE934(石油机械设备与自动化)

资助基金：中石油科技创新基金项目2019D-5007-0205

在线出版日期：2022-09-19（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：132-139,148