页岩气井井筒完整性若干研究进展

摘要：

在页岩气开发工程中遭遇了井筒完整性问题,主要包括页岩气井水泥环密封失效引起的环空带压问题和页岩气井压裂过程中的套管变形问题.基于目前已有的相关研究成果,总结分析了页岩气井井筒完整性失效问题的相关研究进展情况.随着国内外学者对页岩气井压裂过程中套管变形研究的逐渐深入,认为页岩气井套管变形的主要影响因素包括压裂过程中的温度应力、储层非对称压裂、固井质量差及断层或裂缝滑动等.其中,压裂过程中断层或裂缝滑动造成的页岩气井套管剪切变形机理已经受到越来越多的研究人员关注,并提出可以通过提高套管强度和固井质量、避开断层或裂缝滑动区域来有效降低套管变形的技术对策.页岩气井水泥环密封失效主要由套管内压变化和套管偏心引起的水泥环屈服破坏、界面裂缝引起的窜流等问题造成的,通过采用膨胀水泥、柔性水泥及环空预应力等技术措施可有效减小水泥环密封失效的风险.通过优化设计页岩气井的特殊水泥浆体系,对于有效提高页岩气井水泥环密封完整性具有重要意义.考虑到水泥浆固井密封能力的局限性,还可以附加考虑在井眼环空局部采用机械密封方法达到密封完整性要求.关于页岩气井井筒完整性的研究结果,对于通过体积压裂完井的其它非常规油气井工程相关设计控制也具有重要的参考意义.

关键词：套管、水泥环、窜流、井筒完整性、水力压裂、页岩气井、非常规油气井

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分类号：TE37(油气田开发与开采)

资助基金：国家自然科学基金重点项目U1762214;国家自然科学基金创新群体项目51821092;国家重点研发计划项目2018YFB0605502,2016YFC0303303;国家科技重大专项2017ZX05009-003,2017ZX05005-005-007

在线出版日期：2019-05-31（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共14页

页码：602-615