水平井分流压裂管柱设计与力学分析

？国内对水平井进行分流压裂施工尚属首次,压裂管柱设计及力学分析是压裂施工的关键技术问题之一.水平井压裂管柱在井眼曲率作用下随井身产生初始弯曲,弯曲后的压裂管柱在温度、自重、内外压力和局部集中力的综合作用下再次产生变形,变形后的压裂管柱必将与套管内壁产生接触,这种接触状态随井深和井眼圆周方向随机分布,是一种随机的多向接触摩擦非线性问题.文中将运用“多向接触摩擦间隙元法”对这一问题求解,并结合大庆油田水平井分流压裂管柱工程实例,进行了受力变形计算,给出了不同工作状况下压裂管柱与套管内壁的接触摩擦状态、管柱下端变形、井口载荷以及管柱任一截面处的内力和应力,为压裂管柱的设计和施工提供了可靠的理论依据.经现场试验表明,井口载荷的理论计算值与实测值的相对误差均在13%以内,完全满足于工程的需要,并在水平井中成功地实施了大型分流压裂作业.