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摘要
针对致密油气藏体积压裂改造过程中的套管损坏问题，根据弹塑性力学、接触力学理论，结合体积压裂改造施工实际情况，建立全三维尺寸的套管-水泥环-地层耦合有限元分析模型，以不同椭圆柱形表征体积压裂改造的非对称区域，采用Fortran子程序对ABAQUS求解器进行干预和二次开发，模拟了体积压裂改造区域水化膨胀的物性动态演化和力学性质分析。结果表明：随着椭圆形改造区域长短轴之比增加，井筒周围外载荷的非均匀性增强，通过水泥环传递到套管上的非均匀程度先增加后趋于稳定；随体积膨胀率增加，套管外载荷的非均匀程度增加；套管外载荷非均匀性的增强极大地增加了套管的应力水平，容易造成套管失效问题。该研究可为体积压裂参数优化设计提供理论依据，对预防套管及水泥环失效具有指导意义。
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单位油气藏地质及开发工程国家重点实验室; 西南石油大学
