膨胀水泥环空界面径向应力理论解及实验验证

• 作者: 孟庆元 杨志伏 陈晓楼 高莉莉
• 来源期刊: 石油勘探与开发
• 学科: 工学
• 关键词: 水泥环 水泥凝固 环空界面 径向应力 理论解 实验验证
• 年，卷（期）: 2012,（5）
• 所属期刊栏目: 石油工程
• 页码范围: 605-611
• 页数: 7页
• 分类号: TE256.7
• 字数: 6490字
• 语种: 中文

摘要

为了确定固井水泥凝固过程中套管和水泥环初始载荷状态,综合考虑水泥凝固过程中体积膨胀和材料参数的变化规律,推导出水泥凝固过程中环空界面的径向应力理论解.在理论解推导过程中,将水泥环的凝固过程分为多个时间步长,在每一个时间步长中,先计算水泥环无载荷状态下的原始半径,然后依据套管、膨胀后的水泥环和地层3者的协调变形条件,计算出变形后的径向应力,并将其和变形后的半径值一起作为下一步计算的初始数据.通过室内实验测量了套管和地层在水泥凝固过程中的环向应变,实验结果证明了理论解的正确性.计算和实验结果表明,水泥环在凝固过程中,内外两个界面的径向应力均为压应力,其绝对值随着井壁岩层弹性模量的增加而增加.水泥环的弹性模量越大,其凝固过程中对井壁产生的径向压应力越大,而对套管外壁产生的径向压应力反而越小.故对不同弹性模量的地层应采用适宜弹性模量的水泥固井,以达到使系统载荷均衡的目的.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	孟庆元	哈尔滨工业大学航天学院	21	87	6.0	7.0
2	高莉莉	中国石油天然气集团公司大庆钻井工程技术研究院	2	16	2.0	2.0
3	杨志伏	哈尔滨工业大学航天学院	2	16	2.0	2.0
4	陈晓楼	中国石油天然气集团公司大庆钻井工程技术研究院	1	12	1.0	1.0