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随着油田开发时间的不断延长和开发工作的不断深化，以及强化开采措施的不断应用，地层流体场、应力场等都发生了很大的变化。油、水井套管受力状况也越来越复杂，由此引起的破裂、变形、错断等套管损坏现象不断发生。本文以杏树岗油田南部开发区为例，采用数值模拟方法，结合区域地应力场，研究地应力分布与套损的关系，并对注采引起的地层压力及应力应变扰动的规律和泥岩浸水蠕变进而引起应力应变扰动的规律，以及由此导致套管损坏的机理进行探讨。以期为设计合理的开采工艺，缓解严峻的套损形势提供理论依据。 采用数值模拟技术，结合地应力测井资料，对研究区地应力分布，及其与套损的关系进行研究。研究结果显示：地应力多在断层的端点和转折处集中，且高值区多出现在断层上端右部和下端左部，而在断层上端左部和下端右部出现一个小的低值区，这与断层的走向及区域的应力场方向有关。另外，实验证明从层间应力差异来分析萨Ⅰ-萨Ⅱ泥岩夹层的套损情况是可行的，层间应力差异大的区域是萨Ⅰ-萨Ⅱ泥岩夹层套损多发的区域。萨Ⅰ-萨Ⅱ泥岩夹层浸水后，层间应力差异增大，引起地层沿该泥岩夹层发生剪切滑动，导致该层位油、水井套管的剪切与错断。 对油田开发过程中注采引起的地层压力与应力应变的扰动开展了数值模拟研究，并探讨了应力应变的扰动对套管损坏的影响。结果表明：萨Ⅰ-萨Ⅱ泥岩夹层水平应力分布较平稳，差应力和剪切应变增量在注水井附近降低，在采油井附近升高。因此，该地层采油井发生剪切套损的概率比注水井大。萨Ⅱ油层组水平应力在注水井附近升高，在采油井附件降低，差应力和剪切应变增量变化情况较复杂，其顶部差应力和剪切应变增量在注水井附近升高，在采油井附近降低。其底部的差应力和剪切应变增量变化情况与顶部相反，且变化幅度较小。因此，该地层顶部(靠近萨Ⅰ-萨Ⅱ泥岩夹层处)发生剪切套损的概率比底部大，且注水井发生剪切套损的概率比采油井大。另外，注采不平衡可引起断层和泥岩夹层附近剪切应变增量的增加。 对注采过程中泥岩浸水软化引起的应力应变的局部扰动开展了数值模拟研究，探讨了不同泥岩含水率情况下应力应变的变化情况，以及泥岩浸水前后，不同注水压力情况下地层压力与应力、应变的关系。模拟结果显示：泥岩浸水对不同层位应力场的扰动情况各不相同。这种应力响应上的差异，加上泥岩夹层浸水后自身力学性质弱化，注采形成的层内及层间孔隙压差，泥岩夹层与砂岩层之间的渗透率和岩石性质的差异，以及高压注水引起的有效应力降低，导致萨Ⅰ-萨Ⅱ泥岩夹层附近剪应变高度集中，进而引起泥岩夹层套管的剪切变形与错断。萨Ⅰ-萨Ⅱ泥岩夹层的剪切应变增量随泥岩含水率的升高而增加，且剪切应变增量随地层压力升高而升高的速率在泥岩浸水软化后明显增大。因此，在泥岩浸水后，需适当降低泥岩夹层毗邻储层的注水压力和地层压力，从而缓解泥岩夹层的剪切套损。 对注采过程中地层压力与应力、应变开展数值模拟研究，并探讨了地层压力与应力应变的关系。结果表明：应力、应变与地层压力的改变直接相关，不同地层的应力、应变对地层压力改变的响应方式不一样，且同一地层的应力、应变对分别由改变注水压力和改变油井井底流压引起的地层压力改变的响应方式也有所不同。注水压力的升高会引起研究区萨Ⅱ组及萨Ⅰ-萨Ⅱ泥岩夹层地层压力的升高，进而导致水平应力的升高和垂直应力的下降以及剪应变升高。油井井底流压升高会引起萨Ⅱ组和萨Ⅰ-萨Ⅱ泥岩夹层地层压力的升高，水平应力的升高，垂直应力的降低以及萨Ⅱ组剪应变的升高和萨Ⅰ-萨Ⅱ泥岩夹层剪应变的下降。根据以上规律，设置合理注采压力是降低岩层剪应变从而缓解套管剪切变形与错断的有效途径。