摘要：页岩气开发过程中井筒穿越天然裂缝/断层,体积压裂时天然裂缝/断层容易被激活,导致套管剪切变形,套管内径缩小,井下工具无法下入。目前对套管剪切变形条件下的受力分析较少,现有研究主要采用套管Mises应力屈服准则判断套管失效,该准则对于套管大剪切变形问题已不适用。为探究天然裂缝/断层滑移导致的套管剪切变形问题,建立套管-水泥环-地层组合体有限元模型,对位移载荷作用下的套管力学行为进行研究。分析了各因素对套管受力及缩径量的影响,并提出套管缩径量与应力相结合的套管外载设计方法。研究结果表明:套管剪应力及Mises应力随地层滑移量增大而增大,在10 mm滑移量作用下,套管Mises应力已超过屈服强度,建议采用剪切载荷进行强度校核;套管缩径量主要集中在距离滑移面1 m范围内,套管局部区域出现膨胀现象;考虑套管变形量的载荷设计可以有效防止体积压裂过程中套管变形导致压裂工具无法下入的问题。

关键字：体积压裂;地层滑移;套管剪切变形;外载设计

ISSN号：1671-1815

卷、期、页：2021年29期:12529-12535,7

发表日期：2021-10-18

收录情况：北大中文核心期刊

发表期刊名称：科学技术与工程

参与作者：曾义金,周仕明,陶谦

通讯作者：孟胡

第一作者：葛洪魁,王小琼

论文类型：期刊论文

论文概要：曾义金,孟胡,周仕明,葛洪魁,陶谦,王小琼，体积压裂套管剪切变形载荷分析及强度设计，科学技术与工程，2021，2021年29期:12529-12535,7

论文题目：体积压裂套管剪切变形载荷分析及强度设计