【摘 要】
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套管损坏是制约油气生产的瓶颈问题,而套管外挤载荷设计合理与否对套管寿命具有决定性的作用.前人在研究套管外挤载荷时,都将地层考虑为正交各向异性、横观各向同性材料,没有考虑在垂直井眼轴线平面上岩石力学性质各向异性的问题.在考虑这一特点的基础上,建立了套管应力计算的力学及有限元模型.计算结果表明,在均匀水平地应力条件下,若地层为横观各向同性,则套管应力为均匀分布;若地层力学性质在垂直井轴平面上为各向异性
【机 构】
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中国石油大学石油天然气工程学院(北京)
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套管损坏是制约油气生产的瓶颈问题,而套管外挤载荷设计合理与否对套管寿命具有决定性的作用.前人在研究套管外挤载荷时,都将地层考虑为正交各向异性、横观各向同性材料,没有考虑在垂直井眼轴线平面上岩石力学性质各向异性的问题.在考虑这一特点的基础上,建立了套管应力计算的力学及有限元模型.计算结果表明,在均匀水平地应力条件下,若地层为横观各向同性,则套管应力为均匀分布;若地层力学性质在垂直井轴平面上为各向异性,则套管应力由均匀分布转化为非均匀分布,且应力极值增大.这一结论说明:在均匀水平地应力条件下,地层各向异性对套管受力有着较为明显的影响,在设计套管外挤载荷时,应该给予充分考虑;同时这也有助于解释套管所受外挤载荷超过上覆岩层压力的问题.在非均匀水平地应力条件下,无论地层为各向同性或各向异性,套管应力均呈现非均匀分布态势,其套管应力极值变化不大.因此,在非均匀水平地应力条件下,地层各向异性对套管受力影响不大,在设计套管外挤载荷时,可简化省略.
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