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龙图腾网获悉西南石油大学申请的专利一种多次交变载荷下油气井水泥环界面微环隙预测方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN116698631B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-10-10发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202310670828.7，技术领域涉及：G01N3/32；该发明授权一种多次交变载荷下油气井水泥环界面微环隙预测方法是由邓宽海;周念涛;林元华;衣德强;王尚卫;罗开怀;谢鹏飞;彭阳设计研发完成，并于2023-06-07向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种多次交变载荷下油气井水泥环界面微环隙预测方法在说明书摘要公布了：一种多次交变载荷下油气井水泥环界面微环隙预测方法，其特征在于，基于模拟工况下的水泥石循环三轴实验测试结果，结合塑性累积理论建立水泥环塑性应变与循环次数关系，基于界面协调变形理论，采用套管‑水泥环‑地层组合体弹塑性模型计算交变载荷卸载后的水泥环界面应力套管‑水泥环界面和水泥环‑地层界面，结合室内模拟工况下“套管‑水泥环‑地层”组合体实物测试的水泥环界面径向胶结强度，实现多次交变载荷下水泥环界面胶结状态的判断以及水泥环界面微环隙大小的定量计算。本发明适合于石油与天然气钻采工程技术领域。

本发明授权一种多次交变载荷下油气井水泥环界面微环隙预测方法在权利要求书中公布了：1.一种多次交变载荷下油气井水泥环界面微环隙预测方法，其特征在于，所述方法主要包括以下步骤： 步骤一：制备用于开展套管-水泥环界面以及水泥环-地层界面力学性能测试实验样品：采用现场井身结构和水泥浆体系，模拟实际温度及压力养护制备套管-水泥环-地层组合体； 步骤二：测量水泥环界面力学性能：1测试套管-水泥环界面径向胶结强度σbc；2测试水泥环-地层界面径向胶结强度σbf； 步骤三：制备用于开展水泥石力学性能测试实验样品：采用现场水泥浆体系，模拟实际温度及压力养护制备标准水泥石试样，所述标准水泥石试样的规格为直径2.5cm、高度5cm； 步骤四：测试水泥石单轴和三轴力学性能：1测试单轴及三轴状态下水泥石应力-应变关系曲线；2计算水泥环弹性模量Es、泊松比μs、内聚力Cs以及内摩擦角用于套管-水泥环-地层组合体力学模型计算； 步骤五：计算循环三轴峰值偏应力：1建立温度、压力及其耦合作用下的套管-水泥环-地层组合体弹塑性力学模型；2使用现场套管和地层参数以及室内水泥石三轴实验所测得的水泥环弹性模量Es、泊松比μs、内聚力Cs以及内摩擦角结合建立的套管-水泥环-地层组合体弹塑性力学模型计算现场工况下套管-水泥环界面最大压径向应力Qs； 步骤六：测试水泥石循环三轴力学性能：选择套管-水泥环界面最大径向压应力Qs作为水泥石循环三轴实验的峰值偏应力，测定循环三轴压应力Qs下水泥石应力-应变关系； 步骤七：基于水泥石循环三轴测试结果，建立水泥石塑性应变εdj与循环次数j的函数关系f0εdj,j，为后续模型预测做准备，其中j＝1，2，3，…，代表交变载荷加卸载次数； 步骤八：计算每次交变载荷卸载后套管-水泥环界面径向应力：结合步骤五所建立的套管-水泥环-地层组合体弹塑性力学模型以及步骤七建立的函数关系f0εdj,j，计算每次交变载荷卸载后套管-水泥环界面径向应力Pcsj，其中，所述水泥环界面径向应力Pcsj的符号定义为：拉力状态下为正值，压力状态下为负值； 步骤九：判断交变载荷卸载后套管-水泥环界面是否径向胶结失效：若第j次交变载荷卸载后套管-水泥环界面径向拉应力Pcsj首次大于套管-水泥环界面径向胶结强度σbc，则套管-水泥环界面发生胶结失效，反之，则未失效； 步骤十：套管-水泥环界面微环隙大小计算：1套管-水泥环界面胶结失效后，计算该次交变载荷卸载后套管外壁位移ucon0和水泥环内壁位移usin0，套管-水泥环界面微环隙大小则为：dcs0＝|ucon0-usin0|；2套管-水泥环界面微环隙产生后，若交变载荷次数继续增加，套管-水泥环界面微环隙大小则为：dcsk＝dcs0+usmik，其中，k＝1，2，3，…，代表套管-水泥环界面微环隙产生后交变载荷加卸载次数；usmik代表套管-水泥环界面微环隙产生后因交变载荷次数继续增加，水泥环内壁径向方向产生的塑性累积位移； 步骤十一：计算每次交变载荷卸载后水泥环-地层界面径向应力：结合步骤五所建立的套管-水泥环-地层组合体弹塑性力学模型以及步骤七所建立的函数关系f0εdj,j，计算每次交变载荷卸载后水泥环-地层界面径向应力Psfj，其中，所述水泥环界面径向应力Psfj的符号定义为：拉力状态下为正值，压力状态下为负值； 步骤十二：判断交变载荷卸载后水泥环-地层界面是否径向胶结失效：若第j次交变载荷卸载后水泥环-地层界面径向拉应力Psfj首次大于水泥环-地层界面径向胶结强度σbf，则水泥环-地层界面发生胶结失效，反之，则未失效； 步骤十三：水泥环-地层界面微环隙大小计算：1水泥环-地层界面胶结失效后，计算该次交变载荷卸载时水泥环外壁位移uson0和地层内壁位移ufin0，水泥环-地层界面微环隙大小则为：dsf0＝|uson0-ufin0|；2水泥环-地层界面微环隙产生后，交变载荷次数继续增加，水泥环-地层界面微环隙大小则为：dsfk＝dsf0+usmok，其中，k＝1，2，3，…，代表水泥环-地层界面微环隙产生后交变载荷加卸载次数；usmok代表水泥环-地层界面微环隙产生后，因交变载荷次数继续增加，水泥环外壁径向方向产生的塑性累积位移。

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