非均匀地应力下套管偏心对抗挤强度的影响
2012-01-31陈占锋朱卫平狄勤丰唐继平梁红军
上海大学学报(自然科学版) 2012年1期
陈占锋， 朱卫平， 狄勤丰， 唐继平， 梁红军
(1.上海大学上海市应用数学和力学研究所，上海200072;2.上海市力学在能源工程中的应用重点实验室，上海200072; 3.塔里木油田公司，新疆库尔勒841000)
目前的套管设计大多假设套管居中，即套管在井眼中的偏心度为0.这种假设在地层稳定时不会引起复杂问题，但在盐膏层地层中，则可能出现复杂情况［1-4］.塔里木油田英买力区块盐膏层井段的技术套管就出现了因密度下降导致的变形问题，造成钻头难以通过.这种情况出现在钻井液密度下降至1.25 g/cm3时，而按常规方法计算，该条件下套管的抗挤强度尚有余量.研究表明，当套管的抗挤强度余量较小时，套管居中时的强度虽能满足要求，但当套管偏心一定量后，套管抗挤强度就可能得不到满足.塔里木油田英买力区块钻进过程中出现的套管变形问题，正是这一原因所致.事实上，套管居中能有效改善套管的受力状况，抵抗更大的地应力.但在实际井眼中，由于井斜角的存在、扶正器的位置不当等原因，使得套管并不能一直处在水泥环的正中央［5-7］.很多学者已经认识到套管偏心对套管抗挤强度的影响，并开展了不少相关的工作［8-11］，但专门分析非均匀地应力下套管偏心对套管抗挤强度的影响的研究还未见相关报道.本研究采用有限元法，建立了套管-水泥环-地层耦合模型，对固井过程中的套管偏心现象，以及套管偏心对套管抗挤强度的影响进行了分析.