考虑胶结面孔隙影响的套管-水泥环胶结面应力场分析

摘要

考虑到套管-水泥环胶结面的力学性质和胶结面孔隙结构形状的影响，基于弹性力学理论，建立了套管-胶结面-水泥环-地层组合体力学模型，同时借助有限元分析方法，建立了套管-水泥环胶结面孔隙数量与孔隙结构形状对应力场的影响系数，得到考虑胶结面孔隙影响的套管-水泥环胶结面应力场的表达式。研究结果表明：当孔隙存在时Mises等效应力增大12.50%,径向应力增大9.30%,环向应力增大8.65%。套管-水泥环胶结面孔隙数量与孔隙结构形状会加剧应力场的非均匀性。孔隙数量对应力场影响更大，影响系数最大为1.1524。研究结果对于井筒系统安全性评价具有一定的工程价值。

关键词

套管-水泥环胶结面 / 力学模型 / 孔隙率 / 影响系数 / 应力场