致密油储层水平井体积压裂套管变形失效机理数值模拟研究

本文对国内某致密油区块4口水平井体积压裂套管变形失效情况进行了统计分析,运用有限元方法对体积压裂过程中3类因素引起的套管变形规律进行了数值模拟.现场数据统计与数值分析结果表明:(1)该区块体积压裂套管缩径变形量较大,可达1~3 cm;(2)压裂引起的套管外挤力及其非均匀性增加可能导致套管屈服,但是缩径变形量较小,一般不超过3 mm;(3)压裂改造区域在套管两侧分布不对称可能导致套管发生整体弯曲变形,但套管横截面形状与尺寸几乎不变;(4)该区块水平地应力差较大,天然裂缝/小型断层容易剪切激活,裂缝面错动量可达3~5 cm,导致套管受强烈剪切而变形,缩径量达1 cm以上,且变形特点与铅印探测的套管变形特点吻合.综合现场数据统计与数值计算结果,认为与套管相交的天然裂缝/小型断层在压裂过程中激活与错动是引起目标致密油区块体积压裂套管变形失效的主要原因.本文研究结果可为体积压裂套管变形失效防治提供理论参考.