环空压力对固井界面完整性的影响分析

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单位国家石油天然气管网集团有限公司甘肃分公司;
来源科技创新与应用
出版年2025
期号27
摘要
页岩气井压裂过程中易导致井筒密封失效从而产生持续环空带压问题。为保障井筒安全生产,当持续环空压力达到井口允许压力时会进行释放,而频繁的压力释放会使固井界面受交变应力作用,可能会导致界面胶结破坏。因此,该文基于损伤力学,借助有限元的方法,通过在固井界面间插入零厚度黏性单元建立带环空的套管-水泥环-地层三维数值模型,探究环空压力、界面强度对固井界面完整性的影响。结果表明,随着环空压力及其升压-泄压次数的增大界面损伤区域及程度逐渐递增;水泥环-地层界面剪切强度对界面损伤影响不大,但当提高套管-水泥环界面剪切强度时能有效降低界面损伤程度及区域,保障环空压力频繁泄压升压过程中水泥环的有效封固。上述工作对环空持续带压安全性评价方法研究具有一定的参考意义。

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