水泥环厚度及力学参数对其应力的影响

《水泥环厚度及力学参数对其应力的影响》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第32卷第4期石油钻采工艺V01．32No．42010年7月OILDRILLING&PRODUCT10NTECHNOLOGYJuly2010文章编号：1000—7393(2010)04—0037—04水泥环厚度及力学参数对其应力的影响李勇刘硕琼王兆会(中国石油集团钻井工程技术研究院，北京100195)摘要：固井水泥环厚度是否合理关系到注水泥施工效率和固井质量，同时后期水泥环的力学性能也将会影响到层间的长期有效封隔，因此有必要研究水泥环厚度及力学参数对其应力的影响规律，分析水泥环的厚度敏感性，优化水泥环力学参数。借助弹性力学理论，对水泥环的应力状态

2、进行了分析研究。研究结果表明，内壁处周向应力最大，是其危险应力；最大周向应力随水泥环厚度增大将减小，但其梯度在水泥环厚度小于25．4mm时较大，之后随水泥环厚度增大，最大周向应力梯度逐渐减小直至几乎不变。对于厚度一定的水泥环，其弹性模量越大，周向应力越大；泊松比越大，周向应力越小。该研究结果对水泥环厚度及水泥浆配方的优选有一定的指导意义。关键词：水泥环；厚度；弹性模量；泊松比；周向应力中图分类号：TE256文献标识码：AEffectofcementthicknessanditsmechanicalparametersoncementstressL

3、IYong，LIUShuoqiong，WANGZhaohui(CNPCDrillingResearchInstitute，Beij'ing100195，China)Abstract：WhethercementthicknessisreasonableOrnotisrelatedtocementingeficiencyandcementingquality,simultane-ously，thelatecementmechanicalreliabilitywillinfluencelong—termzonaleffectiveisolation．S

4、oitisnecessarytofindouttheinfluencelawofcementthicknessanditsmechanicalparameterstocementstress，analyzethethicknesssensitivityofcementandoptimizecementmechanicalparameters．Forthispurpose，ananalysisandstudyofcementstressstatehasbeencarriedoutbasedonelastictheory．Theresultsshow

5、thatcircumferentialstressatinnnersurfaceismaximum，therefore，iscementSdangerousstress．Maximumcircumferentialstressdecreaseswiththeincreaseofcementthickness，butitsgradientislargerwhencementthicknessislessthan25．4mm，ascementthicknessincreases，themaximumcircumferentialstressgradi

6、entdecreasesgraduallyuntilhardlychanges．Forcementofacertainthick-ness，thegreatertheelasticmodulus，thegreaterthecircumferentialstress；thegreaterthepoissonratio，thesmallerthecircumferentialstress．Thisstudyresultcanbeusedtoguideoptimizationofcementthicknessandcementslurryformula

7、tions．Keywords：cement；thickness；elasticmodulus；poissonratio；circumferentialstress固井水泥环对套管抗挤性能的影响前人已进行应力与径向应力，分析了水泥环厚度及弹性模量、泊了大量的研究¨4J，但对水泥环自身的应力状态分析松比对其危险应力的影响规律。没有进行过深入研究。水泥环是否满足强度要求关1组合体数学模型系到水泥环是否开裂、破损，关系到油气井的长期有Mathematicalmodelofcombinationbody效封隔。笔者综合考虑井下固井水泥环的实际状态，利用套管

8、一水泥环一井壁围岩组合体的数学模型，井下水泥环的实际状态，是处于套管与外壁围借助弹性力学的方法，计算了水泥环内外壁的周向岩之间，内壁承受