基于損傷力學變內壓條件下水泥環密封完整性模擬

作者：郭辛陽,宋雨媛,步玉環,郭勝來,柳華杰,王成文

摘要：針對變內壓條件下水泥環密封完整性失效問題,基于連續損傷力學理論,采用同時考慮水泥石損傷和屈服后應力—應變關系的塑性損傷本構模型來描述實際水泥石的全應力—應變力學性能,研究了水泥石力學性能對密封完整性的影響。研究結果表明,向常規水泥漿中加入彈韌性材料形成彈韌性水泥,降低了水泥環彈性模量,既可以預防微間隙形成和減小微間隙尺寸,又可以預防和減少水泥環拉伸破壞。但并非彈性模量越低,彈韌性水泥密封完整性越好,密封完整性還與水泥環拉壓彈性變形性能有關,同等情況下水泥環最大拉壓彈性應變越大,其密封完整性越不容易失效。建議根據水泥環的彈性模量和拉壓全應力—應變關系來評價水泥環密封完整性。研究結果為水泥環密封完整性評價和水泥石力學性能優化提供了一定依據。

發文機構：中國石油大學（華東）非常規油氣開發教育部重點實驗室 中國石油大學（華東）石油工程學院

關鍵詞：變內壓水泥環密封完整性損傷塑性彈性模量variable internal pressurecement sheathseal integritydamageplasticityelastic modulus

分類號： TE256[石油與天然氣工程—油氣井工程]