【技术实现步骤摘要】
一种基于摩擦效应的测试水泥
‑
套管胶结强度方法
[0001]本专利技术涉及石油开采
,尤其涉及一种基于摩擦效应的测试水泥
‑
套管胶结强度方法。
技术介绍
[0002]固井是石油开采中的一项重要施工环节,固井质量直接影响油田的开采安全和发展前景。固井后形成的套管
‑
水泥环
‑
地层组合体在高温高压状态下受到复杂的温压应力变化,易形成微环隙而造成水泥环密封失效,地层流体侵入微环隙向上运移,使水泥环本体破坏或胶结界面破坏,导致环空带压,对井的寿命、质量及工作人员的人身安全产生了严重威胁。因此,通过实验测量出水泥浆体系的胶结强度,找出影响界面胶结强度的主要因素,对优化水泥浆体系具有重要意义。
[0003]CN105092465B提出的胶结强度测试方法主要由液压动力系统、顶柱、压力传感器组成,通过液压动力系统带动顶柱将胶结筒上移,直至水泥与胶结筒内壁松动,通过压力传感器记录水泥与胶结筒内壁松动时的压力值,计算胶结强度。CN109342195B提出的胶结强度测试方法主要包括金属拉伸杆和液压式拉伸试验机,将套管
‑
水泥试样两端夹持在液压式拉伸试验机上,当试样拉断后立即停止加载,记录此时载荷值,通过载荷除以水泥石面积求得水泥
‑
套管界面的胶结强度。以上方法都是通过界面破坏时的压力来表征水泥
‑
套管界面胶结强度,但界面在破坏过程中除了胶结作用,还有摩擦效应,利用剪切强度表征胶结强度是不准确的。CN1 ...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于摩擦效应的测试水泥
‑
套管胶结强度方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤一、进行进行水泥
‑
套管界面胶结强度实验,采集水泥推出的位移、压力和应变片的应变数据,绘制载荷
‑
位移曲线;步骤二、进行岩石力学试验,获得水泥石弹性参数;步骤三、建立摩擦效应的水泥
‑
套管界面胶结强度模型;步骤四、利用Fortran构建摩擦效应的cohesive单元;步骤五、在ABAQUS软件中建立水泥
‑
套管几何模型,将水泥
‑
套管的弹性参数输入到几何模型的单元体;步骤六、根据有限元仿真结果,获取水泥
‑
套管胶结面的计算结果。2.根据权利要求1所述的基于摩擦效应的测试水泥
‑
套管胶结强度方法,其特征在于,水泥
‑
套管界面胶结强度模型的公式为:τ=fσ
r
+C
ꢀꢀ
(5)式中,τ为接触界面切向应力,f为界面摩擦系数,σ
r
为水泥
‑
套管界面法向应力,C为接触界面黏结力。3.根据权利要求1所述的基于摩擦效应的测试水泥
‑
套管胶结强度方法,其特征在于,步骤四具体包括:通过引入损伤变量衡量界面损伤区域和未损伤区域,同时在损伤过程中引入摩擦效应,描述水泥
‑
套管界面的胶结强度变化;计算损伤部分的位移,公式为:δ
d
=δ
dc
+δ
di
ꢀꢀꢀ
(6)式中,δ
dc
是弹性位移,δ
di
为非弹性位移;构建非损伤部分的应力,公式为:τ
u
=K1δ
u
=K1δ
ꢀꢀ
(...
【专利技术属性】
技术研发人员:曹文科,于倩,樊慧丽,李继虎,李腾,
申请(专利权)人:常州大学,
类型:发明
国别省市:
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。