温-压耦合作用下断层滑移对套管应力的影响

作者：林魂; 宋西翔^*; 杨兵; 袁勇; **强; 孙新毅

来源：石油机械, 2023, 51(06): 136-158.

DOI：10.16082/j.cnki.issn.1001-4578.2023.06.018

• 页岩气水平井
• 压裂
• 温-压耦合
• 断层滑移
• 套管应力
• 断层夹角
• 有限元

页岩气水平井段在压裂过程中容易诱发天然断层滑移，进而导致套管产生失效变形，影响页岩气生产。为研究断层滑移对水平段套管应力的影响机制，采用数值模拟的方法，借助ANSYS软件，建立了断层滑移有限元模型，研究在温-压耦合作用下的断层夹角、注液温差和水泥环弹性模量对套管应力的影响。研究结果表明：考虑温-压耦合作用会提高断层滑移对套管应力的影响；断层夹角越大，套管应力的增长幅度越小，且断层夹角越大，温-压耦合效应越明显；注液温差提高了断层滑移对套管应力的影响，当注液温差超过100℃时，套管应力会出现较大增幅；套管应力随水泥环弹性模量的增加呈现出先减小后增大的趋势，当滑移距离超过4 mm后，水泥环对套管的保护作用将大幅下降。研究结果可为预防页岩气井水平段套管失效变形提供一定参考。

• 单位
  重庆地质矿产研究院; 重庆科技学院