页岩气压裂过程套管失效机理有限元分析

摘要

在页岩气压裂作业过程中,套管容易出现变形、破裂、错断等破坏性形式.为此,运用ABAQUS有限元分析软件建立套管的二维平面应变模型,模拟计算压裂后套管Mises应力及变形分布,找到套管损坏的主要影响因素.然后利用ABAQUS中关键字*Field实现地层岩石的性能随压裂进行不断降低,从而对四川某井套管失效问题进行了三维模型的实例分析.通过对有限元结果分析和对比压裂后MIT多臂测井曲线,认为套管失效是压裂过程中地层岩石性能降低、改造区域不对称、施工压力大以及地应力场重新分布共同作用的综合结果.最后提出压裂过程中套管失效的应对措施.该项研究结果可为页岩气压裂引起套管失效的防治提供理论依据.