一种交变载荷下水泥环破坏程度定量评价方法及存储介质技术

技术编号:43922246 阅读:23 留言:0更新日期:2025-01-03 13:26
本发明专利技术提供了一种交变载荷下水泥环破坏程度定量评价方法及存储介质,属于油气井安全评价技术领域。根据室内单轴和三轴压缩试验以及循环载荷作用下应力‑应变试验测试结果,结合现场IBC固井质量解释结果,按照预设的质量分级制度对全井段水泥环固井质量进行力学参数定量化赋值,根据地应力参数和不同工况,在不同井身结构下不同部位的尺寸模型,建立有限元分析模型,得到不同水泥环胶结强度下的水泥环内壁塑性应变变化关系曲线,用水泥环塑性破坏区域的面积评价交变载荷下水泥环破坏程度。本发明专利技术更接近于实际工况,预测结果科学、准确,对避免由于水泥环失效造成的经济损失和社会危害具有重要意义,应用前景广阔。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及油气井安全评价,尤其涉及一种交变载荷下水泥环破坏程度定量评价方法及存储介质


技术介绍

1、水泥环是组成固结体的主要材料之一,起着连接套管和地层的作用,在套管内压和地层外压增加时起着承载压力和抵抗变形的功能。由于水泥环的自身性质,水泥环本身就是固结体中最容易遭到破坏的,当前随着油气开采逐渐走向深层超深层,井下压力、温度以及产量明显激增,井身结构复杂,固井施工难度大,在替液射孔、破堵、退液、压裂、停泵、关井、试产等极限交变压力工况下,会导致生产套管全井筒水泥环塑性破坏,影响水泥密封完整性,最终导致环空带压,引发井完整性失效。目前,关于高温高压井水泥环在交变压力作用下塑性破坏程度评价的研究很少,且得到的结果大多基于定性、过于片面。亟需研究在交变载荷作用下不同固井质量时水泥环的塑性破坏规律,定量评价其完整性和强度安全性。为高温高压井水泥环塑性破坏程度提供一种科学、合理的综合评价方法,可避免由于水泥环失效而造成的经济损失和社会危害。

2、在中国专利申请文献cn 110411679 a中公开了一种水泥环完整性评价方法,包括:获取储气库井参数本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种交变载荷下水泥环破坏程度定量评价方法,其特征在于,包括如下步骤:

2.根据权利要求1所述的交变载荷下水泥环破坏程度定量评价方法,其特征在于,进行数值模拟具体为水泥环力学强度以及水泥环完整性数值模拟。

3.根据权利要求2所述的交变载荷下水泥环破坏程度定量评价方法,其特征在于,对全井段水泥环固井质量进行力学参数定量化赋值包括对材料参数和区块地层岩石力学参数定量化赋值,所述材料参数包括计算当前工况下位置地层岩石力学参数、位置地层深度、水泥石的弹性模量、水泥石的泊松比、水泥的内聚力、水泥的摩擦角、金属套管材料的弹性模量和金属套管材料的泊松比;所述区块地层岩石力学参...

【技术特征摘要】

1.一种交变载荷下水泥环破坏程度定量评价方法,其特征在于,包括如下步骤:

2.根据权利要求1所述的交变载荷下水泥环破坏程度定量评价方法,其特征在于,进行数值模拟具体为水泥环力学强度以及水泥环完整性数值模拟。

3.根据权利要求2所述的交变载荷下水泥环破坏程度定量评价方法,其特征在于,对全井段水泥环固井质量进行力学参数定量化赋值包括对材料参数和区块地层岩石力学参数定量化赋值,所述材料参数包括计算当前工况下位置地层岩石力学参数、位置地层深度、水泥石的弹性模量、水泥石的泊松比、水泥的内聚力、水泥的摩擦角、金属套管材料的弹性模量和金属套管材料的泊松比;所述区块地层岩石力学参数包括最大主应力、最小主应力和垂向应力梯度。

4.根据权利要求3所述的交变载荷下水泥环破坏程度定量评价方法,其特征在于,所述的材料参数考虑高温的影响,所述材料参数与全井段在不同工况下的温度关联,根据不同工况下计算的温度剖面曲线,在不同工况不同井深位置的模型计算时赋予不同的所述材料参数。

5.根据权利要求2所述的交变载荷下水泥环破坏程度定量评价方法,其特征在于,地层-套管-水泥环平面应变有限元模型的建立步骤如下:

6.根据权利要求1所述的交变载荷下水...

【专利技术属性】
技术研发人员:王金龙张一军陈超峰李文马都都夏赟王万彬陈锐王飞文相志鹏黄建波
申请(专利权)人:中国石油天然气股份有限公司
类型:发明
国别省市:

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