射孔侵彻过程固井水泥环损伤影响因素分析

论文摘要

射孔是连通油层与井筒的主要手段之一,射孔起爆产生的聚能射流在侵彻过程中会破坏水泥环的完整性,影响油井安全。为了分析射孔过程水泥环的损伤程度及其影响因素,建立了水泥环损伤分析数值模型。采用ALE算法描述射孔弹药型罩,模拟高速金属射流的非线性大变形;采用Lagrange算法描述套管-水泥环-地层,模拟动态冲击载荷作用下水泥环的力学响应;获得了评价水泥环损伤程度的塑性应变等关键数据。通过室内物理试验,验证了模型的有效性,并在此基础上,基于正交试验方法设计数值模拟方案,定量分析了水泥环损伤的影响因素及其影响规律。研究结果表明,水泥环材料参数及射孔弹装药量是影响水泥环损伤程度的主控因素,水泥环强度影响权重最大,水泥环厚度与射孔弹装药量次之;聚能射孔侵彻过程中,水泥环表现出明显的脆性特征,随着影响参数的变化,损伤程度非线性变化。研究结果对合理选择射孔参数,完善水泥环抗损措施具有一定参考。

论文目录

• 1 水泥环损伤数值模型
•   1.1 数值模型建立
•     1.1.1 材料模型
•     1.1.2 水泥环材料本构
•     1.1.3 水泥环损伤模型
•   1.2 数值模型验证
• 2 参数影响规律
•   2.1 基于正交的试验方案
•   2.2 参数影响规律研究
•     2.2.1 参数影响权重分析
•     2.2.2 参数影响规律分析
• 4 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 揭志军,韩耀图,唐英才,朱秀星,徐涛

关键词: 水泥环,射孔,损伤,正交试验

来源: 石油矿场机械 2019年06期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅰ辑

专业: 石油天然气工业

单位: 中海油田服务股份有限公司油田技术事业部,中海石油(中国)有限公司天津分公司,中国石油大学(华东)储建学院,海洋石油高效开发国家重点试验室

基金: 国家科技重大专项“渤海油田高效钻完井及配套技术示范工程”子课题“复杂油层精细射孔与评价工艺技术研究及应用”(2016ZX05058002-005)

分类号: TE925.3

页码: 15-20

总页数: 6

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