高温高压油气藏试产期间固井水泥环力学完整性——以准噶尔盆地南缘高探1井为例

徐新纽, 阮 彪, 杜宗和, 黄 鸿, 张 伟, 杨 虎, 周鹏高

(1.中国石油新疆油田公司勘探事业部，克拉玛依 834000；2.中国石油大学(北京)克拉玛依校区，克拉玛依 834000；3.克拉玛依职业技术学院，克拉玛依 834000)

通常，固井水泥浆凝固后，套管内部承受井筒流体压力，水泥环外部地层岩石承受地应力的作用。完井试产过程中，套管内流体压力下降，由于套管与水泥环的收缩幅度和速率差异，将导致套管-水泥环之间产生微间隙，导致固井水泥环胶结破坏[1-3]。因此，在分析水泥石应力时考虑完井试产过程的井筒温度和压力的变化对于评价水泥环完整性和层间封隔有效性具有重要意义。

近年来，中外学者对固井水泥环力学完整性进行了深入研究。Bosma[4]在 DIANA 有限元软件上建立了套管-水泥环-地层组合体有限元力学模型，并分析了拉伸、剪切、界面分离等多种破坏形式，并将研究成果应用于天然气井和储气库井。李军等[5]根据厚壁圆筒理论，建立了套管-水泥环-井壁围岩组合体的物理力学模型，开展了对均匀地应力作用下组合体的弹塑性力学分析。陈朝伟等[6]通过弹性力学方法分析了均匀和非均匀低应力条件下水泥环对套管载荷的影响。李子丰等[7]依据现场特殊地层的非均匀地应力的特征，模拟了套管-水泥环-地层组合体在非均匀地应力作用下力学变形特征。张景富等[8]分析了水泥环弹性参数对套管-水泥环-地层组合体完整性的影响。郭雪利等[9]由界面应力、位移连续性条件，推导了组合体的应力解析解，研究了水泥环弹性模量、泊松比和厚度对套管应力的影响规律。……