一种非均匀地应力下椭圆井眼套管-水泥环-地层力学特性半解析解

作     者：吴烁 房军 王宴滨 翁炜 贺云超 张德龙 WU Shuo;FANG Jun;WANG Yan-bin;WENG Wei;HE Yun-chao;ZHANG De-long

作者机构：北京探矿工程研究所北京100083 中国石油大学(北京)石油工程学院北京102249 

出 版 物：《科学技术与工程》 (Science Technology and Engineering)

年 卷 期：2022年第22卷第3期

页      面：997-1003页

学科分类：0820[工学-石油与天然气工程] 082001[工学-油气井工程] 08[工学] 

基　　金：国家科技重大专项(2017ZX05009-003) 国家自然科学基金(41802197) 中国地质调查局地质调查项目(DD20190137,DD20201102,DD20211338)。 

主　　题：椭圆井眼 非均匀地应力 套管 应力 半解析解 

摘      要：为研究井壁崩落形成椭圆形井眼后套管受力情况,在弹性力学理论的基础上,结合复变函数方法建立了非均匀地应力作用下椭圆形井眼内套管-水泥环-地层组合体应力模型,根据应力边界条件与位移单值条件得到了系统各界面处应力分布的半解析解;并探究了井眼椭圆度、水泥环弹性模量和泊松比对套管外壁径向应力与Mises应力的影响。研究结果表明:与圆形井眼相比,椭圆形井眼能减小套管所受最大应力,降低应力非均匀度;高泊松比、低弹性模量水泥环也有利于减小套管受力。研究成果对井壁崩落段地层钻井液密度、套管规格选取和固井水泥性能设计具有重要的指导意义。