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页岩储层各向异性对套管应力影响敏感性研究

席岩1,李军1,柳贡慧1,2,付永强3,李玉梅1   

  1. 1.中国石油大学(北京),北京 102249;2.北京工业大学,北京 100124;3.中国石油西南油气田分公司,四川 成都 610051)
  • 出版日期:2016-12-25 发布日期:2016-12-28
  • 作者简介:席岩(1985-),男,2008年毕业于中国石油大学(北京)石油工程专业,现为该校油气井工程专业在读博士研究生,从事岩石力学、井筒完整性方面的研究。
  • 基金资助:
    中国石油天然气股份有限公司西南油气田分公司项目“威远长宁页岩气水平井固井质量对井筒完整性的影响”(XNS21JS2014-04)、“大兴场构造钻完井工艺技术研究(实验检验)”(XNS05JS2015-37)

  • Online:2016-12-25 Published:2016-12-28

摘要: 页岩储层各向异性特征明显,基于岩石横向各向同性本构关系理论,建立了套管—水泥环—地层组合体三维有限元模型,对页岩储层各向异性及其与非均匀地应力、水泥石力学特性、水泥环形态的耦合作用对套管应力的影响进行研究。研究结果表明:页岩储层各向异性增大了套管应力,增加了套管损坏的风险;地应力非均匀度越高,储层各向异性对于套管应力的影响越大;水泥石力学特性不变时,考虑储层各向异性时套管应力比不考虑时高;套管偏心时,在套管应力较小的区域,考虑各向异性时比不考虑各向异性时更小,在套管应力较大的区域,考虑各向异性时要比不考虑各向异性时更大。研究结果对于解决多级压裂过程中的套管损坏问题,提高页岩气开发产能具有重要的理论和应用价值。

关键词: 页岩气, 各向异性, 地应力, 有限元, 套管应力