co2驱煤层气中煤层膨胀对套管稳定性的影响

随着中国经济的快速发展，能源供需矛盾日益突出，由于过度依赖化石能源，大量排放co2，致使面临的环境压力越来越大。co2驱煤层气(co2enhancedcoal-bedmethane)技术可同时增产煤层气和大规模减排co2，在我国具有良好应用前景，但应用该技术在注采生产过程中因煤层吸附co2产生的膨胀效应对套管稳定性的影响尚未引起重视。通过建立考虑co2煤岩吸附膨胀效应的套管-充填材料-煤岩平面应变模型计算的套管应力和变形理论解与abaqus数值模拟结果具有良好的一致性，并分析了co2吸附膨胀条件下套管应力的影响因素。分析结果表明，膨胀对套管应力和变形具有显著影响。在给定co2吸附浓度和套管内径条件下，套管和充填材料的壁厚、充填材料和煤岩的力学参数是影响套管应力的主要因素，可通过增加套管或（和）充填材料壁厚以及改变充填材料力学参数来降低套管应力。开发超低弹模和较大泊松比的充填材料是降低套管应力的有效途径。