大庆油田泥岩粘弹性本构方程及套管受力计算.pdf

第 卷第 期 中 国 科 学 技 术 大 学 学 报 ! ! # $%’!(%’# ! ! ! ! ! ! ! ! ! 年 月 !#$%’(#%)*+$,)-.(,/)+%/+%0-+/1%’2.(/1)% )** ) +,-’)** 文章编号 # $ *)!.)//0)***#.*##0.*1 大庆油田泥岩粘弹性本构方程 及套管受力计算 ! #) # 刘 合 !王秀喜 ! # 中国科学技术大学力学和机械工程系!安徽合肥 $ #’ )!**)1 # 大庆油田有限责任公司采油工程研究院!黑龙江大庆 $ )’ #1!H! 摘要!选取大庆油田!中 检 井泥岩岩心#对其进行浸水实验#用伯格模型来描 !H). )# 述其流变特性#在此基础上建立了泥岩粘弹性本构方程 依据线性粘弹性问题的对应 ’ 原理和套管外挤力弹性解#得到套管外挤力粘弹性问题的解 对岩样的实验数据进行 ’ 拟合#确定了泥岩流变特征参数#计算出随时间变化的泥岩层套管外挤力 计算结果 ’ 揭示了大庆油田套管蠕变挤毁机理#还可看出泥岩的水化程度只改变蠕变速度#使套 管所受外挤力变化速率加快#并不改变最终外挤力的大小’ 关键词!套管损坏$泥岩$粘弹性$本构方程$受力计算 中图分类号! $ m 文献标识码! R5!#QR5)0 ’# F !!! C 引言 ! 随着油田规模的不断扩大%开采期限的逐渐延长以及开发技术的迅速发展#特别是实施 注水开采$!套管损坏对油田的影响将越来越大 深入研究套管损坏机理的力学机理对油田 ’ ’ 套损的防护与修复措施的提出%注采关系的完善与协调及油田可持续开发具有重要意义# ’ ’ ) 泥岩水化膨胀和蠕变是造成套管损坏的主要原因之一 高合明等 进行了泥岩水化实验研 ’ 究!给出了泥岩水化应力和强度的变化特征’ 泥岩水化后!在一定压力下随时间增加而加大沿层面的变化!泥岩吸水后的膨胀和就地