壓裂工況下近井筒地應(yīng)力及套管載荷分布規(guī)律研究

趙 歡，李 瑋，唐鵬飛，王 曉，張明慧，王劍波

（1.東北石油大學(xué)石油工程學(xué)院,黑龍江大慶 163318；2.油氣鉆完井技術(shù)國家工程研究中心,黑龍江大慶 163318；3.中國石油大慶油田有限責(zé)任公司采油工程研究院,黑龍江大慶 163453；4.中石化新疆新春石油開發(fā)有限責(zé)任公司,山東東營 257000）

水平井結(jié)合體積壓裂技術(shù)目前是國內(nèi)外開發(fā)低孔、超低滲頁巖儲層的有效方法[1]。壓裂過程中大排量、高壓力、多段反復(fù)壓裂作業(yè)引發(fā)套管發(fā)生變形、縮徑等損壞，導(dǎo)致無法下入壓裂工具及投產(chǎn)工具，影響了壓裂段數(shù)及壓裂效果[2-3]。斷層滑移、地質(zhì)特征及壓裂施工參數(shù)是影響套管載荷的主要原因[4-6]。毛良杰等人[7]通過建立基于斷層滑移的套管變形有限元模型，研究了斷層滑移量及斷層角度對套管應(yīng)力及套管變形的影響。林志偉等人[8]通過建立致密油氣藏體積壓裂全三維尺寸的套管-水泥環(huán)-地層耦合的有限元分析模型，分析了體積壓裂改造的非對稱區(qū)域?qū)μ坠軗p壞的影響。李皋等人[9]根據(jù)頁巖結(jié)構(gòu)特征及力學(xué)性質(zhì)，模擬研究了頁巖-液體作用對套管變形的影響，分析了液相侵入作用對套管變形的影響。于浩等人[10]建立了地層-水泥環(huán)-套管的三維有限元模型，分析了套管失效原因是壓裂使局部地層巖石強(qiáng)度降低，套管受擠壓變形。Lian Zhanghua 等人[11]根據(jù)微地震資料，提出“裂縫體”概念，并在此基礎(chǔ)上建立了頁巖氣水平井套管損傷有限元模型。范明濤等人[12-13]建立了溫度-壓力耦合的頁巖氣井壓裂過程中套管-水泥環(huán)-地層組合體力學(xué)分析模型，分析了不同溫度下固井質(zhì)量對套管損壞的影響?！?br>