页岩气井水泥环完整性研究

摘要：

四川盆地内的几个国家级页岩气示范区气井环空带压、套管变形等问题较为突出.为此,通过分析页岩气钻完井过程井筒内压力变化的条件,建立了计算井筒压力变化全过程的应力—应变状态下的套管—水泥环—围岩体系弹塑性力学模型,应用该模型分析了变内压下第一界面、第二界面微环隙的产生和发展,进而结合实际现场数据进行计算.结果表明:①加载过程不会产生微环隙,但加载内压的大小决定了水泥环塑性变形的程度;②卸载时内压的降低将导致界面受拉,从而产生微环隙,破坏水泥环的完整性;③可以通过优选水泥浆配方,提高水泥环力学性能,结合施工工艺措施优化来保障页岩气井水泥环完整性.13口井的现场试验应用结果表明,水平段固井质量平均优质率达92.67％,其中已投产的11口井均未出现环空带压,有效地改善了页岩气示范区的气井环空带压问题.该项研究成果可为同类区块固井水泥环完整性管理提供帮助.

关键词：四川盆地、页岩气、环空带压、水力压裂、水泥环完整性、微环隙、塑性变形、界面胶结强度、杨氏模量

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分类号：TE1;TE2

资助基金：国家重点基础研究发展计划973计划项目2013CB228003;国家科技重大专项2016ZX05022-005、2016ZX05020-003;中国石油天然气集团公司重大工程专项2013E-3805、2013E-3810;中国石油天然气集团公司重大科技攻关项目2016A-3904;中国石油天然气股份有限公司重大科技专项2016E-0608

在线出版日期：2017-08-28（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：76-82