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固井水泥射孔力学响应规律及损伤特征

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【作者】 闫炎管志川赵效锋杨才

【Author】 YAN Yan;GUAN Zhichuan;ZHAO Xiaofeng;YANG Cai;School of Petroleum Engineering,China University of Petroleum(East China);Shandong Ultra-deep Drilling Process Control Tech R & D Center;Petroleum Engineering Institute,Zhongyuan Oilfield Company,SINOPEC;International Logging Company,PetroChina Greatwall Drilling Company;

【通讯作者】 管志川;

【机构】 中国石油大学(华东)石油工程学院山东省深地钻井过程控制工程技术研究中心中国石化中原油田分公司石油工程技术研究院中国石油长城钻探工程有限公司国际测井公司

【摘要】 为解决射孔完井作业中固井水泥损伤问题,建立射孔弹侵彻井筒数值模型,基于LS-DYNA有限元软件,计算射孔段固井水泥的力学响应,分析固井水泥射孔力学响应特征;利用射孔弹侵彻实验,确定射孔后固井水泥的损伤特征,研究水泥抗压强度、抗拉强度、剪切模量对射孔过程中水泥等效应力峰值影响规律。结果表明:射孔弹起爆后形成的应力波初期振荡减小,随后逐渐趋于稳定。固井水泥应力峰值位置出现在水泥第一界面上孔道表面。在射孔过程中,孔道周围首先出现主裂纹,而后在孔道附近出现网状微裂纹。随水泥抗拉强度、抗压强度的增加,固井水泥等效应力峰值增加。随水泥剪切模量的增加,固井水泥等效应力峰值降低。为提高水泥抗冲击能力,建议选取高强度、低剪切模量固井水泥。

【关键词】 射孔固井水泥应力波峰值裂缝力学参数
【基金】 中国海洋石油总公司科技重大项目(CNOOC-KJ 135ZDXM 24LTD ZJ 01)
【所属期刊栏目】 石油与天然气工程 (2019年03期)
  • 【分类号】TE256.7
  • 【下载频次】18
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