席 岩，李 军，柳贡慧，2，付永强，李玉梅

(1.中国石油大学(北京)，北京 102249；2.北京工业大学，北京 100124；3.中国石油西南油气田分公司，四川 成都 610051)



页岩储层各向异性对套管应力影响敏感性研究

席 岩1，李 军1，柳贡慧1，2，付永强3，李玉梅1

(1.中国石油大学(北京)，北京 102249；2.北京工业大学，北京 100124；3.中国石油西南油气田分公司，四川 成都 610051)

页岩储层各向异性特征明显，基于岩石横向各向同性本构关系理论，建立了套管—水泥环—地层组合体三维有限元模型，对页岩储层各向异性及其与非均匀地应力、水泥石力学特性、水泥环形态的耦合作用对套管应力的影响进行研究。研究结果表明：页岩储层各向异性增大了套管应力，增加了套管损坏的风险；地应力非均匀度越高，储层各向异性对于套管应力的影响越大；水泥石力学特性不变时，考虑储层各向异性时套管应力比不考虑时高；套管偏心时，在套管应力较小的区域，考虑各向异性时比不考虑各向异性时更小，在套管应力较大的区域，考虑各向异性时要比不考虑各向异性时更大。研究结果对于解决多级压裂过程中的套管损坏问题，提高页岩气开发产能具有重要的理论和应用价值。

页岩气；各向异性；地应力；有限元；套管应力

0 引 言

威远—长宁地区页岩气井多级压裂过程中套管损坏问题突出。部分专家学者就改造区域不对称、施工压力大、井筒环空束缚流体收缩等多个影响因素进行了分析[1-6]，但是均未考虑页岩储层各向异性对套管应力的影响。……