套管偏心度对水泥环界面应力的影响

摘要

油气井套管试压、压裂等施工作业过程中,套管与水泥环固结组合体将产生应力与变形响应.过高的载荷作用条件下,可能会造成水泥环本体破坏、胶结界面撕开等结构破坏形式,危及水泥环的封固效果.本文应用力学原理及有限元理论,研究了套管—水泥环—地层组合体有限元力学模型建立问题,分析了套管偏心度对水泥环界面载荷的影响.结果表明,窄间隙处界面接触压力高于宽间隙处相应界面接触压力,套管偏心度增加,窄间隙处界面接触压力增大,宽间隙处界面接触压力降低;地应力越高,加载时窄间隙处接触压力越大,水泥环在载荷作用下更易于发生屈服变形;地应力较低时,当水泥环窄间隙处在加载中发生屈服后,卸载后偏心度越大,窄间隙处的胶结界面越容易撕开.