【摘 要】
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在非常规油气资源的开采中,套管与围岩之间的水泥环起到了密封以及支撑的重要作用.传统理论对套管—水泥环—围岩体系的分析局限在连续介质力学理论体系之下.然而,水泥环及围岩均为典型的孔隙材料,两者内部孔隙水压的发展过程对材料的破坏将会产生重要的影响.本文将建立同时将水泥环以及围岩视为孔弹性材料的理论体系,并给出其在拉普拉斯空间下的解析解.在此基础上,本文分析了水泥环中孔隙水压的消散过程,探讨了围岩剪切模
【机 构】
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中国石油集团工程技术研究院有限公司 天津大学建筑工程学院;天津大学滨海土木工程结构与安全教育部重点
【出 处】
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中国石油学会2018年固井技术研讨会
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在非常规油气资源的开采中,套管与围岩之间的水泥环起到了密封以及支撑的重要作用.传统理论对套管—水泥环—围岩体系的分析局限在连续介质力学理论体系之下.然而,水泥环及围岩均为典型的孔隙材料,两者内部孔隙水压的发展过程对材料的破坏将会产生重要的影响.本文将建立同时将水泥环以及围岩视为孔弹性材料的理论体系,并给出其在拉普拉斯空间下的解析解.在此基础上,本文分析了水泥环中孔隙水压的消散过程,探讨了围岩剪切模量对水泥环中孔隙水压发展以及有效应力变化的影响.本文还创新性地发现:围岩和水泥环剪切模量大小关系可以决定在套管中施加荷载后初始时,水泥环中会出现超孔隙水压还是负孔压.此外,结合Mohr-Coulomb强度准则,本文发现用孔隙力学分析得到的水泥环剪切破坏对应的临界套管内压明显低于弹性力学分析的结果.因而,本文提出的方法对油气开采中固井水泥环完整性的分析具有较为重要的意义.
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