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石油天然气工业论文_利用预应力固井方法预防水

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文章摘要:深层页岩气水平井环空带压问题较为普遍，套管-水泥环界面处微环隙是导致环空带压的主要原因。针对该问题，运用力学实验手段和数值模拟方法，分析了预应力固井条件下微环隙的产生与发展，明确了不同预应力条件下水泥环耐受压裂段数。结果表明：套管内压越小，水泥环保证密封完整性时可承受的循环载荷次数越多；循环载荷作用下微环隙宽度为30.89μm是发生气窜的临界值。预应力固井显著降低了初次塑性变形量，增大了塑性变形增量；考虑预应力作用下套管产生的径向预应变，预应力固井技术显著降低了微环隙的宽度，增加了多级压裂过程中水泥环密封完整性的耐受压裂段数。预应力值越高，微环隙出现前的耐受压裂段数越多；压裂段数相同的情况下，预应力越大水泥环微环隙越小。现场应用结果表明，采用预应力固井技术及低弹性模量水泥浆，可以有效缓解深层页岩气水平井套管环空带压现象。研究结果可为页岩气水平井固井提供技术支持。

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