水泥環環狀缺失套損機理及防控措施

練章華羅澤利步宏光李才雄李長平

1.西南石油大學油氣藏地質及開發工程國家重點實驗室；2 大港油田公司采油工藝研究院；3 大港油田公司采油三廠

水泥環環狀缺失套損機理及防控措施

練章華1羅澤利1步宏光2李才雄3李長平3

1.西南石油大學油氣藏地質及開發工程國家重點實驗室；2 大港油田公司采油工藝研究院；3 大港油田公司采油三廠

固井質量差，后續作業使油氣井某處水泥環小段缺損，致使套管與水泥環之間出現間隙而使套管受力變化，造成套損。基于大港油田棗南東油田現場資料及彈塑性力學原理，建立了套管-缺失水泥環-地層對稱有限元模型，研究水泥環全部缺失不同高度、缺失后套管與水泥環間隙大小及不同內壓對套管受力的影響，從而研究水泥環全部缺失套損的防控措施。研究表明：在水泥環完好與水泥環缺失部分交界面套管出現最大應力，在水泥環缺失段出現較大應力，且處于穩值高應力狀態；此外，內壓越高，在環狀缺失段，套管的最大應力越大；不同的水泥環缺失高度，在缺失段應力均相等，而不同的第一界面間隙對套管受力影響小；且研究發現僅增加壁厚，不能有效防控水泥環缺失段套損，增加鋼級為有效方法。通過以上分析研究對水泥環全部缺失防控套損的研究提供有益借鑒。

水泥環缺失；套管損環；有限元分析；防控措施；固井質量

水泥環是油井的重要組成部分，水泥環的受力狀況和完整程度會影響到套管的受力。水泥環的存在可以有效封隔地層，以防止油氣開發過程中油、氣、水竄；其次水泥環可以有效支撐其內部套管，從而減小井眼周圍地層圍巖對套管的擠壓，起到保護套管的作用［1］，而水泥環缺失會帶來很多危險［2］。近年來，不少國內外專家用不同的研究方法對水泥環的完整程度、缺失形態、性能等對套管的受力影響進行了研究。2007年，楊雄文［3］等用有限元方法研究了水泥環缺陷對套管強度的影響，考慮了缺失后溫度的影響以及對應的應力、位移的變化。陳勇（2008）等［4］、趙鵬（2009）等［5］、曹暢（2011）等［6］用有限元方法研究了在水泥環周向不同的缺失程度下熱應力造成的套損，研究表明隨著水泥環周向缺失程度增加，套管的等效應力峰值減小，并推斷在完全缺失時，套管無熱應力的影響。2009年，龐秉謙等［7］分析了套管磨損、水泥環缺陷位置對套管受力的影響，研究表明當套管內壁磨損位置與水泥環缺陷位置角度相等時套管內應力最大，且最大應力在最小地應力方向。2012年，黃祥峰等［8］研究了水泥環的彈性模量對套管應力的影響，研究表明，當水泥環的彈性模量為20 GPa時，套管應力達到峰值，而水泥環的彈性模量大于20 GPa，套管應力呈下降趨勢。因此，在套管達到峰值前減小水泥環的彈性模量或達到峰值后增加水泥環的彈性模量可以減小套管應力；而水泥環缺失330°時，應力最大。同年，鄒阿七等［9］通過有限元模擬，馮進等［10］用相似準則計算分析了水泥環對套管抗內壓強度影響，得出了有水泥環保護下，磨損量對套管的剩余抗內壓強度的影響規律；同時，對水泥環存在缺陷條件下進行有限元計算，得出水泥環在缺損不同角度時套管剩余抗內壓強度的變化規律。2014年，李若瑩等［11］研究了水泥環對套管應力的影響，得出了周向缺失在45°左右出現最大應力，而徑向缺失在0°或360°出現最大應力，因此水泥環的缺失會導致套管產生應力集中破壞。2015年，蔣可等［12］對水泥環竄槽缺失、套管偏心和井徑變化3種固井質量差的情況對套損影響進行了研究，結果表明水泥環缺失時會在套管內壁上產生較嚴重的應力集中，且套管應力隨缺失角度的增加而增加，套管偏心會極大增加套管應力。同年，彭泉霖等［13］總結了目前國內外關于水泥環缺陷對套管強度影響的研究現狀；賀恒等［14］對水泥環缺失下套管抗爆炸強度進行了研究，且得出水泥環缺失量大于某一個值時，套管的內壁最先達到抗拉極限強度。專家學者們在水泥環的環向，縱向缺失對套管受力的影響方面都有大量的研究，并且得出了許多的成果，但是對水泥環縱向缺失高度和第一界面的間隙對套管受力的影響研究比較少，而現場很容易出現第一界面膠結不牢而使小段套管四周出現間隙，致使套損［15］，并且對水泥環缺失套損的防控措施方面研究比較少。因此，結合大港棗南東油田的現場數據及資料，根據彈塑性力學理論，建立地層－缺失水泥環－套管對稱有限元模型，研究水泥環環向缺失不同高度、間隙對套管受力的影響，從而研究水泥環環向缺失套損的防控措施。

1 數學力學模型

Mathematical mechanics model

1.1 套管外載荷

Loading outside the casing

固井質量不好或其他原因造成水泥環缺損一小段而使套管外壁與水泥環沒能緊密結合，而出現環狀間隙，從而使套管在地層中的受力情況發生變化，造成套損［16-17］。在水泥環缺失段套管受力示意圖簡化為圖1所示。

圖1 套管受力示意圖Fig. 1 Schematic map of casing stress

假設在整個井段任何橫截面上套管與地層的相對位置相同，井眼為規則圓形，套管無磨損，在井下幾米范圍內套管所受壓力近似相同。套管承受內壓p0，以及來自地層的外擠壓力 （設套管受均勻外擠壓力），由于水泥環小段的環狀缺失，在缺失段套管失去了水泥環支撐，且地應力也無法通過水泥環傳遞到套管上，不能平衡井筒內壓。套管在水泥環缺失段與水泥環完好段的界面形成了剪切作用，因此，在缺失的界面套管容易損壞，而缺失段單向受力，也極易發生套損。在固井作業后形成的水泥環包裹下，套管的外擠力可以表述為［18］

式中，σcR為套管外壁載荷，MPa；σp為地應力，MPa；EF為地層彈性模量，MPa； ES為水泥環彈性模量，MPa；Ec為套管彈性模量，MPa；vF為地層泊松比；vS為水泥環泊松比；vc為套管泊松比；RF為地層外半徑，mm；RS為水泥環外半徑，mm；Rc為套管外半徑，mm；rc為套管內半徑，mm。

1.2 套管的等效應力

Equivalent stress of casing

將Lame問題的基本解用于套管區域，Rc、rc分別為套管內外半徑；套管外邊界條件r = Rc，σr（rc）=σcR；在套管內邊界時，r=rc處σr（rc）=0，因此有

式中，σe為套管等效應力，MPa；σr為套管徑向應力，MPa；σθ為套管周向應力，MPa。

將式（1）、（4）代入式（5）即可求出套管的等效應力。由于計算較為復雜，計算出解析解較為困難，因此用ANSYS軟件進行分析計算。

2 有限元分析

Finite element analysis

2.1 力學模型

Mechanics model

固井質量差或開發過程的其他原因造成第一界面出現間隙，使套管的受力發生變化，即水泥環缺失部分使套管外壁失去支撐作用，在地應力和井筒內壓作用下，造成套管損壞。因此，用有限元法建立模型進行模擬，研究該情況下套管的受力情況。有限元建模時，按彈性力學理論中的圣維南原理，井眼尺寸5～7倍以外的范圍的地應力場不受影響，選取外徑為139.7 mm的N80鋼級套管，模型的徑向研究半徑即A0A3=4 000 mm，研究高度A0B0=6 000 mm，本模型滿足工程要求，符合實際情況。缺失高度L=1 000 mm，缺失間隙h設定1～5 mm，本次模擬取h=2 mm。因對稱性，取二分之一進行模擬，建立的套管-缺失水泥環-地層對稱有限元實體模型和有限元力學模型見圖2和圖3所示，圖3為有限元力學及網格模型，對實體模型進行了網格劃分，并施加約束以及力，且在井眼附近通過加密網格來提高計算精度。圖中pup為上覆巖層壓力，σp為平均地應力，p0為套管內壓。根據現場數據，棗南東油田油層段井深1 700～2 100 m，取1 800 m進行模擬，其最大、最小水平主應力分別為36.4 MPa，30.1 MPa，經計算，注水內壓為54.5 MPa。

2.2 套管、水泥環、地層材料力學參數

Material mechanics parameters of casing,cement sheath and strata

圖2 有限元實體模型Fig. 2 Finite-element physical model

圖3 有限元力學模型Fig. 3 Finite-element mechanics model

水泥環泊松比0.23，水泥固井質量好時水泥環彈性模量7×103MPa，地層彈性模量1.45×104MPa，地層泊松比 0.24［19］。通過實驗，獲得 N80、P110套管材料應力－應變曲線（圖4）。從圖4可知，N80、P110套管屈服應力分別為 551 MPa、758.6 MPa。

圖4 套管應力－應變曲線Fig. 4 The tress-strain curve of casing

2.3 水泥環缺失的套損有限元計算結果分析

Analysis on finite element calculation results of casing damage in the case of absent cement sheath

2.3.1 水泥環缺失段套管的應力 根據圖2、圖3的力學有限元模型及力學邊界條件，通過模擬計算，得到圖5水泥環缺失的套管－水泥環－地層的Von Mises應力等值線分布云圖。由圖5可知，其紅色部分應力為551～584.5 MPa，根據圖4可知，套管上紅色區域已經發生塑性屈服，且均發生在水泥環缺失段。由于套管局部環狀缺失，與套管外壁形成間隙，使套管外壁失去支撐，在地層載荷和井筒內壓作用下，套管內的塑性應力已經高達584.5 MPa，超過了N80套管的屈服強度。據圖5的應力數據和云圖可知，套管在水泥環缺失段發生了塑性屈服，而水泥環完好段套管處于彈性狀態。

圖5 水泥環缺失地層－水泥環－套管的Von Mises應力等值線分布云圖Fig. 5 The Von Mises stress contours of casing-cement-formation with missing of cement sheath

第一界面不同的缺失程度，可能導致套管受力發生變化，因此取水泥環缺失高度L=1 000 mm，模擬在不同間隙h下，套管的應力沿路徑A0B0變化情況。由現場統計知，h為1～5 mm，因此分別取h為1，2，3，4，5 mm 進行模擬，結果如圖 6 所示，可以看出，套管內壁沿路徑A0B0的應力曲線幾乎是重合的，證明水泥環環狀缺失時，間隙h的大小對套管應力變化影響不大。根據圖6的模擬結果可得，如果固井質量不好，沒有使水泥環和套管緊密結合，而使套管與水泥環之間出現間隙，即使間隙h較小，也會使套管應力發生較大變化。從圖6也可看出，沿路徑A0B0，水泥環完好部分套管上的Von Mises應力關于缺失中部對稱，在水泥環完好段，套管的應力較低，處于彈性變形狀態；在水泥環完好與水泥環缺失界面Ⅰ（圖2所示位置）處套管的Von Mises應力迅速增大，從圖6可見，界面Ⅰ處有一“應力尖峰”，因此在Ⅰ處應力達到最大，因界面剪切作用所致；而在缺失段，套管上的Von Mises應力較大且在缺失段應力大致相等。

圖6 不同缺失厚度下套管的應力沿路徑A0B0變化曲線Fig. 6 The stress variation curves along path A0B0of casing with different missing thickness

水泥環某段環狀缺失，其缺失高度L也會對套管受力造成一定的影響，因此，取h=2 mm，L分別取10 mm，30 mm，60 mm，120 mm，250 mm，500 mm，1 000 mm，模擬套管上的應力沿路徑A0B0的變化情況，其結果如圖7所示，當L取不同值時，均在水泥環缺失段界面Ⅰ出現最大應力，且在缺失段應力均相同。不同的缺失高度L的套管界面Ⅰ的應力規律如圖8所示，可以看出，當L為80 mm時，交界面的最大應力最大，而L為400 mm時最小應力最小。

圖7 不同缺失高度套管內的應力沿路徑A0B0變化情況Fig. 7 The stress variation along path A0B0of casing with different missing heights

不同的內壓對水泥環環狀缺失的套管的應力的影響如圖9所示，由圖9可見，套管上的最大應力隨著內壓的增大而增大。由圖6知，最大應力在界面Ⅰ上，因此，較大內壓會造成界面剪切作用增強。在地層的某深度，套管受到的地層壓力不變，而在缺失段，地層壓力傳不到導管上，且套管無支撐，套管在缺失段受到單向內壓作用，隨著套管內壓的增加，便增加了界面的剪切作用。根據圖9的套管應力與內壓的關系可以得出，當井筒內壓較大時，若水泥環環狀缺失，套管更容易損壞。

圖8 不同缺失高度套管內最大最小應力變化規律Fig. 8 The variation law of maximum and minimum stress with different missing heights

圖9 不同套管內壓下套管最大應力變化情況Fig. 9 The maximum stress variations with different inner pressures of casing

2.3.2 水泥環缺失段套損的防控措施

（1）增加套管壁厚與防控水泥環缺失段套損。圖10為水泥環缺失高度L=1 000 mm，h=2 mm時，外徑為139.7 mm的N80鋼級套管改變套管的壁厚得到的計算結果。根據現場調研，N80鋼級使用較多的套管壁厚3種，分別為7.72 mm，9.17 mm，10.54 mm，因此取這3種壁厚進行模擬。從圖10可知，在水泥環完好段，隨著套管的壁厚增加，套管的應力略有降低；而在水泥環缺失段，當壁厚為7.72 mm和9.17 mm時，套管的應力變化對壁厚不敏感，即其應力變化不大，且應力均超過N80套管的屈服應力。只有壁厚為10.54 mm時，水泥環缺失段套管的應力才有明顯的降低，但水泥環完好與缺失交界面Ⅰ處的應力仍超過了N80的屈服應力。從圖10的模擬結果知，增加套管壁厚不能有效防控水泥環缺失段套損。

圖10 不同壁厚的N80套管沿路徑A0B0的應力變化曲線Fig. 10 The stress variation curves along path A0B0of N80 casing with different wall thickness

（2）提高套管鋼級與防控水泥環缺失段套損。圖11是在套管外徑尺寸和其他條件（圖10中條件）不變的情況下，用P110鋼級得到的計算結果。由圖11可知，3種壁厚套管在水泥環缺失段最大應力均沒有超過P110屈服應力758.6 MPa（根據圖4實驗數據）；而在水泥環完好段，增加套管的壁厚，其套管的應力變化不大，即提高強度不明顯，但在水泥環缺失段，應力變化較大，壁厚從7.72 mm增加到10.54 mm時最大應力從671.77 MPa降到了569.24 MPa，即降低了102.57 MPa，如果再增加壁厚，即可以采用非API壁厚套管。

圖11 不同壁厚的P110套管沿路徑A0B0的應力變化曲線Fig. 11 The stress variation curves along path A0B0of P110 casing with different wall thickness

根據圖10、圖11的模擬結果和分析，可以提出：在水泥環環狀缺失地層中，提高鋼級，再增加壁厚能夠防控套損。

（3）合理的內壓與防控水泥環缺失段套損。依據圖7內壓與最大應力的關系，內壓較大時，套管上的最大應力較高，而依據圖8可知最大應力在界面上，即較大的內壓會增加界面的剪切作用，因此，建議采油時保持合理的井筒內壓、注水時保持較小且穩定的內壓也是防控水泥環缺失的有效措施之一。

3 結論

Conclusions

（1）建立了地層-缺失水泥環-套管對稱有限元模型，研究了水泥環環狀缺失不同高度與套管受力的關系，研究表明，在水泥環缺失高度約為80 mm時，套管上的最大應力最大，且不同的水泥環缺失高度，在缺失段應力均相等。

（2）研究了不同水泥環缺失程度對套管應力的影響，套管內壁應力與水泥環缺失間隙大小對其影響不大。

（3）水泥環完全缺失時，在水泥環完好與水泥環缺失部分交界面處出現最大應力，在水泥環缺失段出現較大應力且應力大致相等，在此容易發生套損。

（4）增加套管壁厚不能有效防控水泥環缺失段套損，提高鋼級鋼級，再增加壁厚，能有效防控水泥環缺失段套損；此外，保持合理的內壓也是防控水泥環缺失段套損的有效手段。

［1］ GOODWIN K J. Oilwell/gaswell cement-sheath evaluation［R］. SPE 39290, 1997

［2］ GOODWIN K J, CROOK R J. Cement sheath stress failure［R］. SPE 20453, 1992.

［3］ 楊雄文，巨亞鋒.固井水泥環缺陷對套管強度影響仿真分析［J］.石油礦場機械，2007，36（9）：49-52.YANG Xiongwen, JU Yafeng. Simulation analysis of influence about cement to casing stress［J］. Oil Field Equipment, 2007, 36（9）: 49-52.

［4］ 陳勇，練章華，陳敏，樂彬，劉昕，李孝軍 .水泥環周向缺失的熱采井井筒熱應力耦合分析［J］.石油鉆采工藝，2008，30（2）：108-110.CHEN Yong, LIAN Zhanghua, CHEN Min, YUE Bin,LIU Xin, LI Xiaojun. Thermal-stress coupling analysis of thermal recovery wells with cement sheath circum ferential discontinuity［J］. Oil Drilling & Production Technology, 2008, 30（2）: 108-110.

［5］ 趙鵬，趙志寶，劉樂華.水泥環缺失對套管損壞的影響分析［J］.油氣田地面工程，2009，28（10）：40-41.ZHAO Peng, ZHAO Zhibao, LIU Luehua. Analysis effect of casing damage with cement sheath loss［J］. Oil-Gasfeld Surface Engineering［J］, 2009, 28（10）: 40-41.

［6］ 曹暢，周香玲，石立華.固井水泥環缺陷與套管承載能力關系研究［J］.混凝土與水泥制品，2011（12）：32-34.CAO Chang, ZHOU Xiangling, SHI Lihua. Study on relationship between cement sheath defect and the bearing capacity of casing［J］. China Concrete and Cement Products, 2011（12）: 32-34.

［7］ 龐秉謙，楊松，竇益華，王耀鋒.套管磨損與水泥環缺陷位置對套管應力的影響［J］.石油機械，2009，37（10）：1-3.PANG Bingqian, YANG Song, DOU Yihua, WANG Yaofeng. The effect of casing abrasion and cement sheath defect position on casing stress［J］. China Petroleum Machnery, 2009, 37（10）: 1-3.

［8］ 黃祥峰，張光明，曹暢，王軍，孫超.水泥環性質對套管強度影響的有限元分析［J］ .天然氣與石油，2012，30（4）：50-53.HUANG Xiangfeng, ZHANG Guangming, CAO Chang,WANG Jun, SUN Chao. Finite element analysis on effect of cement sheath property on casing strength［J］.Natural Gas and Oil, 2012, 30（4）: 50-53.

［9］ 鄒阿七，牟哲林，劉剛.水泥環對套管抗內壓強度的影響研究［J］.科學技術與工程，2012，12（34）：9328-9332.ZOU Aqi, MOU Zhelin, LIU Gang. Study on influence of cement loop on casing internal pressure strength［J］.Science Technology and Engineering, 2012, 12（34）: 9328-9332.

［10］ 馮進，張慢來，李東海，孫仁俊.固井缺陷對磨損套管抗內壓強度的影響［J］.石油鉆采工藝，2012，34（3）：48-51.FENG Jin, ZHANG Manlai, LI Donghai, SUN Renjun.Worn-casing burst strength after cement sheath defect［J］. Oil Drilling & Production Technology, 2012, 34（3）:48-51.

［11］ 李若瑩，謝亞雄，梅超超.水泥環對套管應力影響的模擬與分析［J］.石油化工應用，2014，33（10）：30-33.LI Ruoying, XIE Yaxiong, MEI Chaochao. Simulation and analysis of effect of cement ring on casing stress［J］.Petrochemical Industry Application, 2014, 33（10）: 30-33.

［12］ 蔣可，李黔，陳遠林，郭雪利，付永強，李軍.頁巖氣水平井固井質量對套管損壞的影響［J］.天然氣工業，2015，35（12）：77-82.JIANG Ke, LI Qian, CHEN Yuanlin, GUO Xueli, FU Yongqiang, LI Jun. Influence of cementing quality on casing failures in horizontal shale gas wells［J］. Gas Industries, 2015, 35（12）: 77-82.

［13］ 彭泉霖，何世明，章景城，薛偉超，彭新俠.水泥環缺陷對套管強度影響研究現狀及展望［J］.鉆采工藝，2015，40（4）：35-37.PENG Quanlin, HE Shiming, ZHANG Jingcheng, XUE Weichao, PENG Xinxia. Research on the influence of defective cement ring on casing strength［J］. Drilling& Production Technology, 2015, 40（4）: 35-37.

［14］ 賀恒，馮進，劉華為，齊烈鋒.水泥環缺失下套管抗爆破強度研究［J］.長江大學學報，2015，12（10）：52-54.HE Heng, FENG Jin, LIU Huawei, QI Liefeng. On the anti-blast strength of casings with partial missing of cement sheath［J］. Journal of Yangtze University,2015, 12（10）: 52-54.

［15］ 王海濱，劉開強，廖興松，程小偉，張興才，郭小陽.大港油田段六拔區塊調整井固井技術［J］.石油鉆采工藝，2016，38（1）：166-170.WANG Haibin, LIU Kaiqiang, LIAO Xingsong, CHENG Xiaowei, ZHANG Xingcai, GUO Xiaoyang. Cementing technology of adjustment wells in Area Duanliuba of Dagang Oilfield［J］. Oil Drilling & Production Technology, 2016, 38(1): 160-164.

［16］ 方春飛，劉學鵬，張明昌.耐高溫油井水泥緩凝劑SCR180L 的合成及評價［J］.石油鉆采工藝，2016，38（2）：171-175.FANG Chunfei, LIU Xuepeng, ZHANG Mingchang.Synthesis and assessment of heat-resistant cement retardant SCR180L for oil producers［J］. Oil Drilling& Production Technology, 2016, 38(2): 171-175.

［17］ 武治強，劉書杰，耿亞楠，岳家平，周建良.高溫高壓高含硫氣井固井水泥環封隔能力評價技術［J］.石油鉆采工藝，2016，38（6）：787-790.WU Zhiqiang, LIU Shujie, GENG Ya’nan, YUE Jiaping,ZHOU Jianliang. Evaluation technology for isolation capacity of cement sheath in HTHP high-sulfur gas wells［J］. Oil Drilling & Production Technology, 2016,38(6): 787-790.

［18］ 梅超超.地層和水泥環耦合條件下套管內應力分布研究［D］.成都：西南石油大學，2014.MEI Chaochao. Study on stress distribution of casing under the condition of formation and cement ring coupling［D］. Chengdu: Southwest Petroleum University, 2014.

［19］ 鉆井手冊編寫組.鉆井手冊［M］.北京：石油工業出版社，2013-08.Writing Group of Drilling Manual. Drilling manual［M］. Beijing: Petroleum Industry Press, 2013-08.

（修改稿收到日期 2017-03-21）

〔編輯 薛改珍〕

Mechanical and control measures on casing damage due to annular absence of cement sheath

LIAN Zhanghua1, LUO Zeli1, BU Hongguang2, LI Caixiong3, LI Changping3
1. State Key Laboratory of Oil and Gas Reservoir Geology and Exploitation, Southwest Petroleum University, Chengdu 610500, Sichuan, China;2. Oil Production Technology Institute, PetroChina Dagang Oil field Company, Tianjin 300280, China;3. The Third Oil Production Plant, PetroChina Dagang Oil field Company, Cangzhou 061035, Hebei, China

If cementing is of poor quality, a small section of cement sheath will be absent in a certain part of oil and gas well in the subsequent operation. As a result, clearance occurs between the casing and the cement sheath, so casing stress changes and the casing is ultimately damaged. A symmetric fnite element model of casing-absent cement sheath-strata was established based on the feld data of Zaonandong Oilfeld in Dagang Oilfeld and the principle of plasto elasticity. By virtue of this model, the effects of the height of complete cement sheath absence, the size of clearance between the casing and the cement sheath after the absence of cement sheath and the internal pressure on the casing stress were investigated, and the control measures for complete absence of cement sheath were proposed correspondingly. It is shown that the stress on the casing at the interface between complete cement sheath and incomplete cement sheathis the maximum value. The stress in the section where cement sheath is absent is higher and stable. The higher the internal pressure is,the higher the maximum stress on the casing in the annular absence section is. The stress on the sections with absent cement sheath is equal no matter what the absence height of cement sheath is. Casing stress is less affected by the clearance at the frst interface. It is demonstrated that the casing damage in the section with absent cement sheath cannot be controlled effectively only by increasing the wall thickness, and the effective method is to increase the steel grade. These researches and analysis can be used as the benefcial reference to study casing damage control while cement sheath is completely absent.

absence of cement sheath; casing damage; fnite element; control measure; cementing quality

練章華，羅澤利，步宏光，李才雄，李長平.水泥環環狀缺失套損機理及防控措施［J］ .石油鉆采工藝，2017，39（4）：435-441.

TE931.2

A

1000 – 7393（ 2017 ） 04 – 0435 – 07

10.13639/j.odpt.2017.04.008

:LIAN Zhanghua, LUO Zeli, BU Hongguang, LI Caixiong, LI Changping. Mechanical and control measures on casing damage due to annular absence of cement sheath［J］. Oil Drilling & Production Technology, 2017, 39(4): 435-441.

國家自然科學基金“極端條件下氣井油套管端力學行為及其螺紋密封機理研究”（編號：51574198）；國家教育部博士點基金項目“基于XFEM和細觀力學的超深井鉆工具疲勞破壞機理研究”（編號：20135121110005）。

練章華（1964-），1994年畢業于西南石油學院機械工程專業，獲博士學位，現從事CAD/CAE/CFD、套管損壞機理、管柱力學及射孔完井等教學與科研工作，教授，博士生導師。通訊地址：（610500）四川省成都市新都區西南石油大學國家重點實驗室。電話：028-83032210。E-mail： cwctlzh@swpu.edu.cn

羅澤利（1988-），2015年畢業于重慶科技學院石油與天然氣工程院系，現主要研究油氣井固井與完井工作。通訊地址：（610500）四川省成都市新都區西南石油大學國家重點實驗室。E-mail：793609127@qq.com