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变内压条件下井筒完整性的弹塑性分析

作者: 郭辛阳 [1] 吴涌泉 [2] 步玉环 [1] 李强 [3] 郭胜来 [1]

关键词: 变内压 井筒完整性 弹塑性 微间隙 周向拉伸破坏

摘要:针对套管内压变化影响井筒完整性问题,将套管、水泥环和地层视为弹塑性材料,从微间隙的形成及水泥环周向拉伸破坏两方面综合分析井筒的完整性,采用有限元方法模拟研究水泥环和地层机械参数变化对井筒完整性的影响.结果表明:水泥环弹性模量越大,越易形成微间隙和发生水泥环拉伸破坏;水泥环泊松比越小,形成的微间隙尺寸越大,越易发生水泥环拉伸破坏,但泊松比的影响程度较弹性模量小.地层弹性模量越小,越易形成微间隙且间隙尺寸较大,越易发生水泥环拉伸破坏;地层泊松比越大,形成的微间隙尺寸越大,但其影响程度较弹性模量小;地层泊松比变化对水泥环拉伸破坏的影响较小.在形成微间隙之前就可能会发生水泥周向环拉伸破坏.


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