水泥环弹性模量和泊松比与地层性质匹配关系研究

王耀锋 李军强 杨小辉 王水航 高晓刚

西安石油大学机械工程学院，陕西西安　710065;2.西北工业大学机电学院，陕西西安　710072;3.中国石油测井有限公司 技术中心，陕西西安　710021

针对现有文献在固井水泥环对套管载荷影响的研究中存在片面性的现状，以套管和水泥环受力优化为目标，采用有限元方法系统分析了水泥环弹性模量和泊松比与井场周围不同地层的匹配关系。通过实例分析与讨论，分别研究了均匀地应力和非均匀地应力条件下水泥环性质对套管强度的影响规律，提出了改善套管受力状况不应以牺牲水泥环为代价的原则。通过数据和实例分析表明：如果能根据井场周围不同性质的地层优选水泥环弹性模量和泊松比则可大大改善套管受力状况；而且，不论地层参数如何，理想固井水泥环应该是高强度、低刚度、小泊松比。