地层类型对水泥环的力学作用及影响

• 作者: 公海峰 张景富 徐明 李勇 王建成 靳建州 黄昭
• 来源期刊: 东北石油大学学报
• 学科: 工学
• 关键词: 地层类型 地应力 固井 水泥环 胶结界面 接触压力 周向应力 结构完整性
• 年，卷（期）: 2020,（4）
• 所属期刊栏目: 石油与天然气工程
• 页码范围: 30-39
• 页数: 10页
• 分类号: TE256
• 字数: 10904字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.2095-4107.2020.04.005

摘要

地层类型制约地应力对固井水泥环的力学作用方式,明确地层类型对水泥环应力和结构完整性的影响特征,是建立井筒完整性保障技术的基础.以蠕变、弹性、刚性地层为研究对象,建立套管—水泥环—地层固结体有限元力学模型,分析地层类型、施工项目等对水泥环界面应力的影响.结果表明:蠕变地层中,地应力增加,界面接触压力增大;弹性、刚性地层中,地应力对界面应力无影响.蠕变、弹性地层中,地层弹性模量对界面应力的影响与地层、应力类型有关;刚性地层中,地层弹性模量对界面应力无影响.弹性地层中,加载时,水泥环易发生周向拉伸破坏,危险部位为窄间隙内界面.套管试压施工时,存在水泥环拉伸破坏的危险,危险井段为井口及深部弹性地层井段;储气库井注气施工时,存在的主要危险为加载过程中弹性地层井段水泥环本体拉裂破坏.