稠油热采对套管强度的影响及对策

通过模拟井口不同注汽温度和环空隔热条件下的套管温度和强度 ,表明稠油热采井注汽温度对套管强度影响很大 ,随注汽温度升高 ,套管安全系数明显减小。注汽时环空用氮气隔热可明显提高套管的安全系数 ,建议对注汽井应采取隔热和提高套管温度识别等措施 ,提高套管使用寿命。     

稠油热采井套管柱强度设计方法研究

针对稠油热采井套管损坏问题,调研了大量国内外研究文献,指出了现有套管柱强度校核的不足,提出了稠油热采井套管柱强度校核应采用应力强度设计方法,并根据油田注蒸汽实际工况计算套管载荷和热应力,根据厂家试验取得的高温下套管屈服强度数据校核和设计套管。     

稠油热采井套管头

新疆克拉玛依地区蕴藏着丰富的稠油资源,稠油产量约占中国石油新疆油田公司总产量的30％以上。稠油热采工艺是目前稠油开发使用最为成熟的工艺技术,但是,若采用常规的井口装置,可能会导致油井生产过程中出现井口失控上窜、套管受损等情况,严重的则会造成热采井报废,给安全生产带来极大的损失。中国石油集团西部钻探工程有限公司克拉玛依钻井工艺研究院开发研制的稠油热采套管头,部分解决了上述问题。该产品与其他稠油热采配套技术成功应用,实现了稠油热采井安全高效的生产,为油田持续稳定的发展提供可靠的保证。     

稠油热采井射孔孔眼应力分析及影响因素

针对稠油热采井生产过程中,射孔井段套管频繁出现损伤断裂的问题,基于弹塑性和热力学理论,采用有限元方法建立注汽—焖井—生产过程射孔套管有限元热力学耦合模型,对各阶段射孔套管应力分布特征进行研究,并开展不同射孔参数下射孔套管强度影响规律分析。研究表明：生产过程中射孔孔眼位置出现明显应力集中现象,在温差及内外压差等共同作用下,注采前期套管应力最大可达498.16 MPa,并逐渐产生塑性失效现象,当注采作业完成时,套管塑性失效现象最严重;随着射孔相位角增大,射孔密度对Mises应力值的影响逐渐减小,而套管孔眼最大应力与射孔相位角成反比关系。该研究对延长稠油热采井射孔套管使用年限和保障正常生产作业具有十分重要的意义。     

海上稠油热采井套管射孔参数设计北大核心CSCD

射孔密度、孔眼直径和射孔相位角等射孔参数的优化对于海上稠油热采水平井高效、稳定的生产有着重要的作用。以水平井射孔完井产能预测模型和射孔后热采井套管强度损失计算模型为理论基础,通过数值计算对水平井相关射孔参数进行了敏感性分析;在保证套管强度损失在安全生产允许范围内,利用三因素四水平正交试验方法对现场生产井常规射孔参数进行优选,使热采井能够在长期稳定生产的前提下实现产能的最大化。优选分析结果表明,孔径18 mm、孔密60孔/m、相位45°等射孔参数组合可确保热采井生命周期内套管完整,并获得较高的油井产能。本文研究结果对海上稠油热采水平井套管射孔参数的优选具有借鉴意义。     

稠油热采井套管保护技术研究

针对蒸汽吞吐时发生汽窜、地层出砂及水泥环破裂掏空的情况，利用ANYSIS有限元分析的数值模拟，对井筒热应力和热膨胀进行了分析。注蒸汽井间发生汽窜时，易诱发地层出砂，最大热应力都发生在套管内壁，且超过了N80套管的热弹性屈服极限，最大热膨胀都发生在温度变化过渡区，是诱发热采井套管变形损坏的主要原因。套管周围地层掏空时，其热应变达到了2％，远超过材料弹性极限应变的0．3％，是热采井套管变形损坏的主要原因。提出套管保护对策，并开展了4项相应防治技术先导试验，取得了较好的保护套管效果，形成了稠油热采井套管保护配套技术。     

稠油热采井注汽及油层出砂对套管的影响

对胜利油田单二区块稠油热采井注汽及油层出砂进行了有限元数值模拟研究,得出如下结论:(1)油层注汽引起岩层温度升高,套管应力增加,易造成套管轴线偏离,发生错断;(2)热采井出砂严重时,出砂区域地层软化,地层骨架失去承载能力,出砂区域内套管轴向应力为压应力,当超过极限应力时,易发生套管弯曲变形、错断和缩径;(3)随着出砂量的增大,套管射孔孔眼应力集中系数增大,当孔边应力达到套管材料的屈服极限时,会导致孔眼塑性破坏。     

稠油热采井套管损坏机理及套管挂片技术实验

针对蒸汽驱采油过程中套管长期处于高温高压状态导致套管损坏现象频繁等问题,统计分析辽河油田齐40块蒸汽驱套管损坏状况,对套管损坏过程进行力学和热力学研究.研究结果表明:油井注汽时,套管温度升高,产生热膨胀力,热膨胀力随温度升高而增大;当热膨胀力大于套管固井胶结阻力时,套管挣脱水泥环自由伸缩,同时在两者接触面产生斜面效应,...     

稠油热采井小套管修套技术

结合稠油热采井套损特点、措施挖潜类型及井筒技术状况,开发配套了小套管修套及相关配套工艺技术。该技术具有工艺简单,套损治理彻底,综合成本低,有效期长等优点。河南油田稠油热采井小套管修套技术配套应用了?101.6 mm无接箍小套管,在小修装备条件下提高了套损井修复率;应用化学堵剂固井,提高了固井质量;通过优化小套管下入深度,实现套损治理、预防、层段封堵一体化,提高了套损井修复率,降低了套损井修复费用。该油田现场应用小套管修复套损井62口,工艺成功率100%,阶段累计产油38223 t。     

热采井套管损坏机理及控制技术研究进展

调研和分析了稠油生产中套管损坏机理及控制技术的研究进展情况，并简要介绍了目前所使用的地描预应力固井技术。同时，提出今后需要进一步深入研究的内容，主要包括温度对套管强度的影响、交变应力对套管损坏的影响及合理的预应力计算方法等。     

稠油热采的地震监测试验

稠油是一种难以开采的资源。目前,国内外通常的做法是采用注过热蒸气开采法。对稠油热采过程进行地震方法监测是地球物理学科中的一项新技术。迄今为止,世界上只有在加拿大的格列高厄湖开展此项试验,获得了成功。但是该区的试验条件比较优越,其油层厚为60～70m,油层深度只有200m。胜利油田物探公司的研究人员在单家寺的单     

稠油开发井套管损坏机理与强度设计问题分析

套管损坏是影响稠油井开发效益的主要原因之一.分析了稠油井套管损坏特征和损坏机理,主要包括:高温引起的强度变化、蒸汽吞吐形成的残余应力、高温热应力引起套管与水泥环滑脱、油层出砂亏空和断层错位形成地应力等.指出了目前对稠油井套管柱安全强度设计与分析采用的单轴应力或3轴应力方法没有综合考虑交变热应力及生产中的复杂情况,存在许多局限性或不合理性,需要建立更为科学的稠油井套管柱安全可靠性设计与评价方法.     

RT-Ⅰ型热采套管头的研制与应用

针对稠油热采井预应力固井中存在的问题，研制了一种适用于稠油热采井预应力固井的新型套管头。该套管头结构设计合理、操作简便，首次在国内实现了热采井带防喷器进行有控条件下的预应力固井。使用表明，该套管头能确保预应力固井工艺的实施效果和有效控制井下套管受热伸长，保证了油田对安全生产的要求。文章着重介绍了新型套管头的结构、工作原理、套管悬挂载荷的计算、室内试验、推广使用及效果分析。     

稠油注蒸汽热采井套管柱预应力松弛效应分析

为了验证提拉预应力固井技术是否适合井深小于1 000 m的稠油热采注汽井,在280℃的高温蒸汽作用下,对热采N80H和普通N80Q两种套管进行了应力松弛试验;建立了套管-水泥环-地层全井筒平面有限元模型,进一步说明预应力固井技术在浅层稠油热采井中的作用。分析结果表明,稠油热采井在长期高温注蒸汽作业过程中,因管体应力松弛现象而致使预拉力失效;在高温作用下套管上施加的预拉力经过一定时间后会降低;提拉预应力固井对浅层稠油热采井没有效果,不能预防热应力导致的套管失效,建议在浅层稠油热采井中不采用预应力固井技术。     

稠油热采井套损防治措施及计算理论

研究了稠油热采井套损机理,给出了管柱提拉预应力和下入套管热力补偿器两种套损防治措施计算理论。模拟计算表明:设置提拉预应力时,管柱需提拉的最小预应力和最小拉伸长度随管柱温度的升高而先升高后降低;下入套管热应力补偿器时,管柱需要的最小补偿伸长量随管柱温度和长度的增加而增加,但增加趋势变缓。该计算理论可用于指导热采井套损防治的方案设计和施工作业。     

稠油热注热采井口热应力补偿装置

一种稠油热注热采井口热应力补偿装置。解决了套管、油管和采油树等因受热膨胀而产生位移的问题。其特征在于：套管上端对应固定内壁有凸台的对接件，在对接件外固定焊接件的一端，焊接件的另一端固定在支墩上；对接件内置有一个补偿节，在补偿节和对接件内凸台的上部之间形成的腔内向上依次置有垫圈、密封环及高压密封环，     

硅砂对稠油热采井水泥石强度影响的室内试验

为了满足稠油热采对固井水泥石的要求,模拟稠油热采固井水泥常温凝固、高温热采这一特殊的地层环境,先将水泥浆在70℃下常压养护3d后再进行高温高压养护。通过研究不同热采温度下硅砂粒径对水泥石强度发展的影响,以及不同钙硅比在不同的高温梯度下对油井水泥石强度衰退的影响,从机理上阐述了硅砂粒径及钙硅比能提高硅酸盐水泥石强度和热稳定性的原因,找到了最佳的硅砂粒径和合适的钙硅比,为进一步选择和设计稠油固井水泥浆体系提供了依据,对稠油油藏的开发开采具有重要意义。     

稠油热采新工艺

本文讨论了传统工艺的特点，提出了新的地层强化加热工艺，该方法根据连续流动水动力图能大大地提高高渗透储集层一通道（水平井和垂直井的组合）的采收率。所提出的有关稠油开采新工艺的建议基于煤碳工业的经验。该工艺的某些特殊因素已成功地得到了数理模型的检验，并进行了现场试验。     

辽河油田稠油热采井套损问题及防治

辽河油田是一个以稠油开采为主的油田，稠油产量占总产量的70％。伴随着稠油热采的进行，稠油热采给钻完井技术带来了新的挑战，即在热力开采过程中发生了大量的套管先期损坏的问题。经过大量调查研究找出了影响套管先期损坏的原因。在研究分析造成套管先期损坏原因的基础上，研究了各种预防套管先期损坏的技术，从初期的N80套管、提拉预应力、水泥浆返到井口到现在的热应力补偿器、TP100套管、TP120外加厚套管等的应用。在长期治理热采井套管先期损坏问题中，应用综合治理技术，有效地减缓了热采井套管先期损坏速度。