文章标题：某水平井套管开裂失效实验及数值模拟研究

文章作者：王 蕊，张 乐，闫晓峰，韩 东，杨 鹏
关 键 字：水平井套管；腐蚀；缺陷；开裂；有限元模拟
文章摘要：通过分析水平井套管现场服役工况，并结合宏观观察、理化性能检测、组织分析、扫描电镜观察和能谱分析 等实验研究及数值计算方法，系统分析了水平井套管发生开裂失效的原因。 结果表明，套管材料性能满足标准要求，但 套管内壁存在大量腐蚀坑，套管在酸化压裂过程中发生点蚀。 断口分析表明，裂纹起源于腐蚀坑底，套管内部存在非金 属夹杂缺陷。 通过数值模拟计算，分析了套管在完整及含缺陷状态下的承压能力，套管在腐蚀和缺陷作用下承压能力极 大降低。 当缺陷深度为 0.5 mm、内压 47 MPa 时，套管在 52 MPa 压裂过程中沿原始缺陷方向发生开裂失效，与套管在压 裂作业过程中失效情况相符。 依据所得研究结果提出避免此类失效事故的建议。