非常规油气井套损机理及套管设计研究

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1、中图分类号：TE256单位代码：11414学号：2013212510题目非常规油气井套损机理及套管设计研究专业或领域石油与天然气工程研究方向油气井工程专业硕士生张炜烽指导教师樊洪海教授现场导师查永进教授级高级工程师二○一六年五月１硕士专业学位论文独创性声明郑重声明：本硕士专业学位论文是作者个人在导师的指导下，独立进行研宄工作所取得的成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他个人和集体已经发表或撰写的研宄成果，也不包含为获得中国石油大学或者其它单位的学位或证书所使用过的材料。对本研宄做出贡献的个人和集体，均已在论

2、文中做了明确的说明并表示了谢意。作者和导师完全意识到本声明产生的法律后果由作者和导师相应承担。作者签名：日期：Ｈ导师签名：日期：於士、（、ｙｉ硕士专业学位论文版权使用授权书本学位论文作者及指导教师完全了解中国石油大学（北京）学位论文版权使用的有关规定，使用方式包括但不限于：学校有权保留并向有关部门和机构送交学位论文的复印件和电子版；允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编学位论文；可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索。本学

3、位论文属于保密范围，保密期限ｉ年，解密后适用本授权书。本学位论文作者如需公开出版学位论文的部分或全部内容，必须征得导师书面同意。作者签名１＾：深日期：４导师签名日期：、〇厶－－Ｉ摘要摘要随着世界油气工业的发展以及各国对能源的战略需求增大，自美国页岩气革命以来，对直井和水平井的压裂工艺已成为开发页岩气的关键因素，而压裂作为一种关键的增产技术手段已得到广泛应用。对一口井而言，压裂方法的合适与否，既能影响经济效益，同时又能很好地在减少套管损伤、降低成本、提高效率等方面起到非常重要的作用，也可以减小事故发生的可能性，真正实现安

4、全有效有利益的油气井生产。本文将通过调查研究国内外的套管损坏原理的研究现状，并用数值模拟的方法模拟不同情况下套管变形的情形，利用CAE软件ABAQUS建立套管的二维平[1-8]面应变模型，对压裂后的套管Mises应变、应力分布状况进行模拟，生成一系列比较直观的分布云图。然后利用该软件分别模拟周边岩石弹性模量减少、同一钢级不同径厚比、水泥环部分缺失或全部缺失、其弹性模量泊松比和强度降低、不同最大最小水平主应力差值的情况，再对西南某口井套管变形的情况建立了模型，并对其进行模拟分析，最后根据数模结果得出影响套管变形受损的主要原因。通过对有限元软件模拟出的

5、结果进行分析，同时，与压裂后的多臂测井曲线测定结果进行对比，初步得出套管变形是在压裂过程中套管水泥环周边岩石性能降低、固井质量问题和高地应力和高应力差等一系列因素综合作用下产生的后果。最后提出压裂过程中针对套管变形损坏的设计方法建议。本文研究成果可以为页岩气井体积压裂产生的套管变形损坏的防治在一定程度上提供比较可靠的参考。关键词：页岩气；体积压裂；套管变形；有限元分析-II-ABSTRACTCasingDamageCausesAndDesignMethodofUnconventionalReservoirWellsABSTRACTWiththede

6、velopmentoftheworld'soilandgasindustryandthenationalstrategyofenergydemandincreasing,sincetheshalegasrevolutionbegan,thefracturingprocesstoverticalwellsandhorizontalwellshasbecomeakeyfactortodevelopshalegas,andfracturingasoneofthekeyproductiontechnologyhasbeenwidelyused.Forawe

7、llfracturingmethodisappropriateornot,cannotonlyinfluenceeconomicbenefits,atthesametimecanalsoreducethecasingdamage,reducecostandimproveefficiencywhichplaysaveryimportantrole,italsocanreducethepossibilityofaccidentandreallymakesurethatthebenefitofoilandgaswellproductionissafean

8、deffective.Thisarticleisabouttheinvestigationandresearchathom