基于ABAQUS的井壁强化数值模拟研究

来源：钻井液与完井液杂志2016年第3期北京时间：

作者：宋丁丁,邱正松,王灿,刘均一,王强,钟汉毅,赵欣

单位：1.中国石油大学(华东)石油工程学院, 山东青岛 266580；2. 中国石油集团渤海钻探工程有限公司泥浆技术服务分公司, 天津 300457；

摘要：近年来，井壁强化技术已成为国外钻井工程中提高地层承压能力的重要手段。以ABAQUS软件为平台，建立二维井壁强化模型，通过数值模拟方法探讨了井壁强化作用机理及影响因素。结果表明，封堵材料在裂缝中架桥后，挤压两侧地层，使井周应力增加，且在低角度（0～30°）范围内，周应力增量最大；周应力重新分布后，地层破裂压力提高，且易破裂点的位置发生偏移；在一定裂缝开度范围内，裂缝开度越大，表明对裂缝两侧地层挤压越严重，强化井壁的效果越明显。地应力各向异性、封堵架桥位置及井眼压力对周应力影响较大，应力各向异性越严重，井眼压力越大，架桥后周应力增量越大；封堵材料在距离井壁越近的位置架桥，在一定范围内强化井壁的效果越明显，随着架桥位置逐渐靠近缝尖，强化井壁的作用逐渐减弱。

关键词：井壁强化, 地层承压能力, 数值模拟, 井周应力, 裂缝开度

基金资助：国家重点基础研究发展规划（973）项目“深水油气井完井与测试优化方法”（2015CB251205）；国家自然基金项目“海洋深水浅层井壁稳定与水合物抑制的机理和新方法研究”（51474236）；“海洋油气井钻完井理论与工程”教育部创新团队（IRT_14R58）。