射孔后套管异常情况分析及预防

老油区勘探开发过程中,油井套管因长期处在井下受酸碱腐蚀、井下工具磨损、地层应力作用而造成套管损坏。为了最大限度延长套管使用寿命,在分析射孔后对套管异常影响的基础上,可以通过建立良好的井下作业环境,射孔优化设计,合理选配射孔器材及射孔参数等多项预防措施,可以预防、延缓套管变形,满足安全生产。     

射孔套管应力集中系数有限元分析

建立了射孔套管的有限元力学模型，对不同孔径、孔密及相位角的射孔套管在外挤压力作用下的孔眼应力集中系数进行了有限元分析。旨在讨论非线性材料弹塑性范围内多孔情况下，对孔眼的应力集中系数及对管体抗挤强度的影响，为射孔套管应力集中及强度影响提供了详尽的数据，并给出了优化射孔方案。     

数值分析模型下页岩气定面定向射孔技术对套管的影响机理研究

为了厘清页岩气井定面定向射孔对水力压裂井套管的影响,结合水力压裂射孔工艺优化、射孔弹对压裂效果的影响等基础研究,建立定面定向射孔对套管强度影响的3D有限元数值分析模型,探究三种射孔方式对P110套管安全的影响规律。研究显示,不同方式的定向射孔对套管强度的影响程度不同,但不影响套管生产应用;射孔孔径是对套管强度影响最大的参数。通过定量分析射孔对页岩气水力压裂井套管损坏的影响机理,以期为有效评估套损程度和制定套损对策提供理论参考。     

各种射孔系列完井方式下水平井产能预测研究

本文针对套管射孔完井、射孔套管内绕丝筛管完井、射孔套管内井下砾石充填完井、射孔套管内预充填砾石筛管完井等四种射孔系列的水平井完井方式，考虑地层损害和完井方式及完井参数的影响，进行了产能预测数学模型的研究。实例计算表明，其数学模型及计算方法是可行的，可用于水平井完井方式的选择与完井参数优化设计     

出砂量对射孔套管力学性能的分析计算

油井生产中地层出砂会严重影响射孔套管的力学性能,造成套管损坏.建立射孔套管在出砂层段的三维力学有限元模型,应用Ansys有限元软件分析该出砂层段射孔套管力学性能.研究认为,在出砂地层射孔套管力学性能变化较大,表现为射孔处套管的抗挤强度减小,套管最大应力在射孔处产生.均匀载荷下,套管应力与地层中出砂高度成抛物线关系,生产中应减小或增加出砂量达到远离出砂高度临界值,以减小套管应力.非均匀载荷下,随着出砂量增加,产生的空洞高度增加,套管的应力逐渐减小.因此,在非均匀载荷下,应提高出砂量以增加空洞高度,达到提高套管的抗挤强度,延长套管使用期限.     

塔河油田套管损坏原因及损坏机理分析

塔河油田采油二厂现有生产井均属于深井和超深井碳酸盐油井,储层非均质性强,其原油多为高含盐、含硫、高含蜡的稠油。由于射孔降低了套管的抗变强度,其套管损坏多发生在射孔井内部,位于射孔酸压段和悬挂器位置。射孔井段也是应力最集中的部位。固井质量差容易引起套管滑动伸长,导致套管弯曲、错动,导致套管损坏。     

油层套管射孔开裂的安全韧性判据

为解决油层套管射孔开裂问题,除应对射孔弹、射孔工艺以及油层套管的材质进行研究外,还应建立油层套管射孔开裂的安全韧性判据。本文分析了油层套管射孔开裂时的受力状况,运用金属动态形变原理,结合薄壁管失稳断裂的力学理论,从理论上充分论证了Ａｋｖ／σＹ作为套管射孔开裂安全韧性判据的可行性;同时,在实验室试验及油层套管实弹模拟射孔试验的基础上,建立了油层套管射孔开裂倾向与管材力学性能间的相关性判据,即对于不同     

动载荷条件下水泥环损伤原因分析

为了避免射孔后在水泥石上形成一些微细的裂纹而导致井下作业(如压裂等)在这些裂纹尖端处形成应力集中,造成裂纹的扩展和延伸。对动载荷条件下水泥环损伤原因及程度进行了分析,提出了提高水泥环与套管、地层的胶结强度和水泥环抗冲击能力的措施。     

基于动态压力实测数据的复合射孔/HEGF技术分析

为准确认识和定量分析复合射孔的井下动态过程,研究了复合射孔器井下射孔/压裂机理,进行了大量的井下测试.采用高速井下多参数存储测试仪实时实况地获取了内置式、外套式、爆燃压裂三种射孔/压裂完井工艺的井下动态实测数据,并结合施工工艺参数对其作用过程进行了分析.实测结果表明:所测复合射孔及高能气体压裂典型峰值压力在30～140MPa之间,压力脉冲持续时间因工作机理不同相差很大:爆燃压裂时间可达到305ms,而内置式射孔为10ms左右.大量测试数据显示,复合火药装药量和起爆方式是射孔器和压裂弹的井下动压作用特性的关键参量.外套式和爆燃压裂井下数据为国内首次测试到.     

用序列模糊综合评判来预测套管损坏

对井下套管的情况进行判断，进而对井下套管是否会失效或损坏进行预测是非常困难的。这种困难来自于许多方面，诸如井眼周围地下情况的不明确，套管受力难以确定，复杂的失效机理，许多因素具有模糊性，套管损坏原因与结果之间的模糊关系等等。在对这些困难进行分析的基础上，本文建立起了能够处理这种模糊关系的数学模型，提出了序列模糊综合评判方法，该方法可以根据给定井及区块的数据对井下套管状态进行预测，为套管寿命预测研究开辟了一种新的途径。     

套管变形的弹塑性有限元分析

在考虑油田注水因素产生的压力变动及不均匀性因素的基础上，通过建立存在上下油层压力差以及两向地应力差的带有射孔的套管受力模型，采用有限元方法研究了地下一段套管的损坏变形情况．分析结果表明，随着各种外载的逐渐增加，套管水平截面逐渐由圆形变成椭圆形，在最大地应力处套管有凹入，在最小地应力处套管有凸出．有关结果将对套管损坏的进一步研究与防治具有一定的理论意义。     

深井套管抗挤强度分析及计算

根据弯曲梁理论,建立了套管柱受非均布外挤压力作用的力学模型;并应用解超静定问题的正则方程和力法准则对该力学模型进行求解,得到了在非均布外挤压力作用下套管圆周上的弯矩、剪力、轴力、应力和位移的分布规律。计算表明,在非均布外挤压力作用下,套管抗挤毁强度大大降低。该力学模型不仅可以解释深井套管挤毁机理,而且可以改进深井套管抗挤强度设计。     

深井小尺寸套管下入遇阻时最大下放力的确定

深井小尺寸套管下入遇阻时，随着下放力的增加，将产生失稳弯曲。由于弯曲会造成套管与井壁的接触，会造成摩擦力增加，抵消了部分下放力，使作用在卡点处的有效下放力减少。根据经典的管柱弯曲理论和相关实验研究结果，可以建立深井小尺寸套管下入遇阻时最大下放力的计算模型。通过规律分析和实例验证，表明计算模型是比较合理性的，对比结果较吻合，为实际施工中发生入下遇阻情况、实施下压套管措施时，在保证安全有效的前提下，确定最大下放力提供了较合理的参考依据。     

页岩气水平井分级射孔技术及应用

多级射孔与桥塞联作是套管完井页岩气水平井试气工程重要配套技术,射孔为分段加砂压裂建立流体运移通道,桥塞用于分段隔离井筒。水力泵送能在大斜度和水平段顺利输送射孔枪与桥塞工具串,使用磁定位仪测量套管接箍曲线校正深度、分级点火和系统安全控制有效,施工效率高,能够满足页岩气井试气工程需要。     

套后成像测井仪在塔里木油田的应用

塔里木油田地质构造复杂,油气埋藏普遍偏深,深井、超深井钻井工艺复杂、套管柱结构多样,如何准确检测套管磨损和评价同井质量,是测井工程的一大难题。为解决这一难题,油田引进了最新一代的套后成像测井仪Isolation Scanner,该仪器通过脉冲回波测量和挠曲波衰减测量,可对套管磨损、套管居中和固井质量情况进行定量评价。本文介绍了该仪器在塔里木油田的应用情况,通过实例分析认为该仪器应用效果良好。     

岩石,水泥环,套管互作用的粘弹塑性有限元力学模型

本文首次建立了套管变形的粘弹塑性有限元力学模型。通过理论和实践证明，力学模型Ⅲ是准确而可靠的。此力学模型可研究套管外壁受均匀或非均匀载荷作用下，其弹塑性变形过程，是一种研究套管形的新方法。该模型在华北油田应用，我们仿真摸拟出了套管罱的外载荷大小分布，为寻求套管周围的地就力大小及抵抗套管变形的方案提供了重要的参考数据。     

裂缝伤害对套管射孔压裂井产能影响分析

在套管射孔压裂井中,存在影响井生产动态的裂缝伤害:瓶颈裂缝和压裂液滤失形成的滤失带伤害.运用分析方法研究了上述伤害对井产能的影响.分析结果表明两种类型的裂缝伤害都会降低压裂井产能,与滤失带伤害相比,瓶颈裂缝大幅度地降低了井产能,最大降幅达7倍.虽然压裂液滤失对井产能的影响没有瓶颈裂缝那么大,但也降低多一半.在实际施工中,应采用各种措施消除瓶颈裂缝和减小压裂液滤失.     

沉管干法取土灌注桩的试验研究

干法取土作为一种灌注桩施工的新技术 ,可以减少在沉管中由于挤土引起的沉管与土的阻力 ,根据在粉砂中的对比试验 ,可以证明该新技术可用较小的沉管机械来沉管 ,它明显减少了沉管阻力 ,此试验参数可用于施工设计