固井水泥环不连续对套管力学性能的影响分析

陈勇 练章华 易浩 杨斌 林铁军 肖洲

固井过程中，固井质量不合格的情况经常发生。以青海油田某口井作为研究对象，建立平面应变力学模型，假设研究截面套管与地层之间的环空中有1／4未被水泥充填，采用有限元软件ABAQUS模拟套管的变形过程。计算结果表明：①由于固井水泥环不连续，该侧套管没有水泥的支撑和保护作用，在非均匀地应力作用下，套管极易发生变形损坏。②套管内压P0和水平地应力P1固定，改变水平地应力P2，当P2增大到一定值时，B点附近的套管内壁率先发生塑性变形，如果P2继续增大，套管内壁的塑性区域会逐渐增加，并向套管外壁延伸，直到套管整体发生塑性破坏。④水泥环的不连续改变了套管内壁的应力分布，从而使得等效应力曲线上最大的等效应力值不是在B点，而是发生在B点附近套管内壁处。该分析为改善固井质量采取有效措施提供了可靠的理论依据。