赵效锋, 管志川, 史玉才, 李 涛, 廖华林, 蒋金兴, 孙宝江

(1.中国石油大学石油工程学院,山东青岛 266580; 2.中国石化中原油田分公司石油工程技术研究院,河南濮阳 457001)

固井界面微环隙产生机制及计算方法

赵效锋1,2, 管志川1, 史玉才1, 李 涛1, 廖华林1, 蒋金兴1, 孙宝江1

(1.中国石油大学石油工程学院,山东青岛 266580; 2.中国石化中原油田分公司石油工程技术研究院,河南濮阳 457001)

针对油气井生产过程中固井界面微环隙的产生和发展规律进行仿真试验研究,并对套管-水泥环界面的黏结力进行测量,基于以上研究建立固井界面微环隙的理论计算方法。结果表明:套管内压过大导致水泥环产生塑性变形,套管内压减小时固井界面将受拉,实测固井界面存在数量级为0.1 MPa的黏结力,当界面拉力足以克服界面黏结力时,固井界面将会脱离产生微环隙;套管内压值越大,压力卸载后产生微环隙的机率越大,且微环隙尺寸越大;相同胶结质量下固井一界面比二界面更容易产生微环隙;理论计算结果与仿真试验结果具有较好的一致性。

井筒完整性; 微环隙; 仿真试验; 理论计算; 黏结力

在油气井长期生产过程中,固井界面微环隙是导致井筒密封完整性失效的主要原因之一[1-3]。井筒长期完整性涉及油气井生命周期的各个阶段,其失效的原因应该是不同阶段影响因素作用的累积和组合[4]。20世纪90年代初期,水泥环长期力学特性研究引起了学者们的关注[5-6],并通过室内试验发现了井内压力连续变化条件下,过高的井内压力或温度会造成水泥环破坏从而导致井筒密封完整性失效。……