基于水泥石实验数据的水泥环力学完整性分析.pdf

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1、第33卷第5期钻井工程·77·基于水泥石实验数据的水泥环力学完整性分析卢亚锋郑友志佘朝毅唐庚刘祥康郭建华李早元1．中国石油西南油气田公司采气212程研究院2．西南石油大学卢亚锋等．基于水泥石实验数据的水泥环力学完整性分析．天然气工业，2013，33(5)：77—81．摘要气井环空带压是高温、高压、高酸性气井开发中面临的一个重要难题。为此，针对从固井到生产作业中影响固井水泥环力学完整性的问题，采用弹塑性力学理论，建立套管一水泥环一地层系统耦合力学模型，求解水泥环Tresca应力和径向位移。结合龙岗气田X井尾管固井水泥石三轴应力实验获得的弹性模量、泊松比、抗压

2、强度、屈服应变等岩石力学参数，进行了尾管固井段水泥环力学完整性评价：①固井初期，同一井深处，井筒内压力越大，水泥环受到Tresca应力和水泥环径向位移越大}相同内压下，随着井深的增大，水泥环受到的Tresca应力变化很小，但水泥环径向位移增加较为明显。②生产阶段，由于井筒内压力逐渐降低，水泥环受拉应力作用，水泥环移动方向与固井初期移动方向相反，随着压力的降低，在同一井深处，水泥环受到的Tresca应力和水泥环径向位移都变大；随着井深的增加，Tresca应力和径向位移逐渐增大。评价结论认为该井测试及生产期间不会引起尾管段水泥环力学完整性失效。关键词水泥环弹塑

3、性力学三轴应力试验Tresca应力径向位移完整性D0I：i0．3787／i．issn．1000—0976．2O13．05．014Analysisofcement—sheathmechanicalintegritybasedontheexperimentdataofcementpasteLuYafeng，ZhengYouzhi，SheChaoyi，TangGeng，LiuXiangkang，GuoJianhua，LiZaoyuan(1．ResearchInstituteofGasProductionEngineering，SouthwestOil&Gasfi

4、eldCompany，PetroChina，Guanghan，Sichuan618300，China；2．SouthwestPetroleumUniversity，Chengdu，Sichuan610500，China)NATUR．GASIND．VOLUME33，ISSUE5，PP．77—81，5／25／2ol3．(ISSN1000—0976；InChinese)Abstract：Circularabnormalpressureisamajorchallengeinthedevelopmentespeciallyofhigh—temperature，hig

5、h—pressureandhigh—ratesourgaswells．Inviewoftheproblemsaffectingthecement—sheathmechanicalintegrityinthecementingandproductionopera—tions，thefollowingprocedureswereadoptedinthisstudy．First，basedontheplastic—elastictheories，acouplingmechanicalmodelofcasingcementsheath—formationsyste

6、mwasestablishedtofigureoutTrescastressandradialdisplacementofcementsheath．Then，rockmechanicalparametersincludingelasticitymodulus，Poissonratio，compressivestrengthandyieldstrainwerecollectedfromthetriaxialstressexperimentoncementpasteintailpipecementingofWellX，LonggangGasField，Sich

7、uanBasin．Accordingtotheseparameters，acementsheathmechanicalintegrityanalysiswasfinallyconductedofthecementedsectionontailpipe．Incon—clusion，attheearlystageofcementing，boththeTrescastressandtheradialdisplacementofthecementsheathincreasewiththerisingofinternalpressureintheshaftatone

8、certainwelldepth，whileatthedeeper