水平井压裂水泥环应力分析

作     者：唐志强 李黔 

作者机构：西南石油大学石油与天然气工程学院成都610500 

出 版 物：《应用力学学报》 (Chinese Journal of Applied Mechanics)

年 卷 期：2018年第35卷第3期

页      面：551-557页

核心收录：

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"钻井工程一体化软件"(2016ZX05020-006) 

主　　题：诱导应力 水泥环 水平井 水力压裂 裂缝间距 

摘      要：为获取准确的井筒应力分布,根据弹性平面应变力学理论,考虑套管-水泥环-地层系统各部分的应力加载过程和水力裂缝产生的诱导应力场,建立了水平井压裂时套管-水泥环-地层系统应力分布的计算模型。利用该模型,分析了水力裂缝形成前后的系统应力分布,以及裂缝诱导应力场、水泥石杨氏模量、套管壁厚对水泥环内壁应力分布的影响。分析结果表明:随着与裂缝的距离增大,水泥环内壁受到的径向压缩应力逐渐降低,环向应力逐渐由压缩应力变为拉伸应力;优化裂缝间距、降低水泥石杨氏模量、增加套管壁厚可以降低水泥环内壁受力,缓解水泥环内壁的应力集中程度。本文所建模型可为水力压裂水平井的固井设计以及裂缝间距设计提供理论指导。