膨胀水泥预防压裂井中水泥环的力学破坏研究

• 作者: 李娟 步玉环 王筱桐 葛佳超 郑杨 郭辛阳
• 来源期刊: 石油钻采工艺
• 学科: 工学
• 关键词: 压裂 膨胀水泥 水泥环 力学破坏 最大主应力
• 年，卷（期）: 2014,（4）
• 所属期刊栏目: 钻井完井
• 页码范围: 43-46
• 页数: 4页
• 分类号: TE256
• 字数: 3225字
• 语种: 中文
• DOI: 10.13639/j.odpt.2014.04.011

摘要

针对压裂作业井中水泥环的力学破坏问题，研究利用膨胀水泥来预防该类破坏。利用有限元方法计算了压裂作业时普通水泥环中的最大主应力，并结合水泥环的力学性能分析了其破坏方式，将膨胀应力与最大主应力叠加后得出了膨胀水泥环中的最大主应力，分析了膨胀水泥预防水泥环力学破坏的原理，评价了膨胀应力对套管受力状况的影响。通过室内实验研究了模拟压裂作业时普通水泥环和膨胀水泥环的破坏情况。研究结果表明，压裂作业时普通水泥环的破坏方式为切向拉伸破坏；膨胀水泥产生的膨胀应力可以降低水泥环中的切向拉应力甚至使其转变为压应力，从而可以预防水泥环的力学破坏；膨胀应力会降低压裂作业时套管中的米塞斯应力，不会导致套管的受力情况恶化。实验结果表明，相同模拟压裂条件下，膨胀水泥环未发生破坏，普通水泥环因切向拉伸应力的作用而破坏，验证了使用膨胀水泥预防压裂井水泥环力学破坏的有效性。

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	步玉环	中国石油大学石油工程学院	67	645	13.0	21.0
2	郭辛阳	中国石油大学石油工程学院	16	115	6.0	10.0
3	郑杨	中国石油大学石油工程学院	4	13	2.0	3.0
4	葛佳超	中国石油大学石油工程学院	1	6	1.0	1.0
5	王筱桐	中国石油大学石油工程学院	1	6	1.0	1.0