港西油田应用地应力理论开展套管强度设计的研究与应用

目前钻井工程中的套管设计主要参照SY／T5724—2008套管柱结构与强度设计标准,考虑套管的抗拉强度,抗内压强度和抗外挤强度三种条件。但忽略了在下完套管之后的开发过程中,地应力对套管的力学作用。港西油田自2010年起在套管强度设计上考虑了地应力的影响,提高易套损部位的钢级和壁厚,目前在100余口井上进行了应用,已初步见到了较好的效果。     

载荷性质对套管抗挤强度的影响

建立不同壁厚的套管二维平面轴对称和平面应变有限元模型,分析套管在非均匀载荷下的变形特征。分析表明,均匀载荷下,套管的最大应力在内壁产生,且分布均匀,沿径向套管的应力减小。最小应力在套管外壁产生。套管壁厚对套管的抗挤强调影响较大。均匀载荷下,外载越大,壁厚大的套管抵抗变形的能力较大,且抗挤强度可以提高2倍以上。但不同类型套管在均匀载荷下抗挤强度变化不大,因此,为节约成本,在均匀载荷下,可以使用J55套管。在非均匀载荷变化较大的层段应采用P110套管,以提高套管使用期限。     

机加工孔套管抗挤压强度有限元分析

套管屈服强度直接影响套管抗挤压性能,套管在加工孔过程中可能诱发孔眼附近材料发生金属相变,导致套管屈服强度不再均匀分布,进而影响套管抗挤压强度。在相同工况下,对比了P110完整套管和机加工孔套管的抗挤压强度,以此为参照组分析了相变区域面积和相变区域屈服强度对机加工孔套管抗挤压强度的影响。结果表明,机加工孔会改变材料屈服强度,进而影响套管抗挤压性能。随金属相变区域屈服强度减小,机加工孔套管抗挤压强度减弱;当金属相变区域屈服强度增大时,机加工孔套管抗挤压强度增强。且机加工孔套管相变区域面积对机加工孔套管抗挤压强度的影响随相变区域屈服强度增加而逐渐削弱。     

浅谈塔里木盆地X井套管变形成因及认识

塔里木盆地超深井射孔-改造-测试联作管柱易出现被卡现象，针对该现象开展了管柱被卡原因分析。针对位于塔里木盆地的一口典型定向井，基于射孔爆轰影响、固井质量分析和油嘴流量分析，开展了套管变形机理研究。研究得出：射孔爆轰会造成射孔段井筒压力剧烈波动，易导致射孔段以及附近套管强度降低，从而产生变形；固井质量不佳会降低套管的抗内压能力；油嘴超过5 mm,会存在抽汲作用导致套管变形。基于此，提出了选用小炸药量射孔弹、降低孔密、使用小尺寸油嘴、采用壁厚较厚与钢级较高的套管等预防措施，可为射孔测试联作下套管变形安全控制提供一定指导作用，保障管柱安全。     

变壁厚石油射孔弹聚能射流形成的影响因素分析

为研究药型罩锥角、壁厚等对石油射孔弹聚能装药引爆形成的聚能射流影响,利用有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA,采用ALE方法对变壁厚石油射孔弹聚能射流的形成过程进行了模拟分析,得出型罩结构与射流头部速度的关系。研究结果表明,药型罩锥角越大,射流速度越小,形成的杵体长度相比于射流的长度也越小;同锥角药型罩壁厚越小,聚能射流的形态发育得越好,药型罩壁厚越大,射流速度越低。     

特厚壁套管在非均载荷下的抗挤强度分析

通过有限元软件分析了非均载荷下特厚壁套管的壁厚与抗挤强度的关系,给出了两者的量化曲线,同时在考虑套管椭圆度的情况下对非均匀载荷下特厚壁套管的抗挤强度做了分析。特厚壁套管在非均载荷下的抗挤强度明显增强,有较好的发展前景。     

不同壁厚Ф139.7mm套管对封隔器胶筒接触应力的影响

封隔器是油田分层开采工艺中必不可少的井下工具之一,其密封性能主要取决于胶筒与套管间的接触应力。而在油田生产中,不同壁厚的套管并没有与之相对应的井下工具,对于压裂井来说,井壁相差1mm,其对封隔器胶筒的密封作用有很大的影响。本文利用数值模拟软件分析不同壁厚的Ф139.7mm套管在载荷作用下封隔器胶筒与套管接触应力的变化,结果表明,随着坐封压力的增加,胶筒与套管之间的接触应力均呈上升趋势;套管内径越小,即封隔器胶筒与套管间隙越小,其密封效果越好。     

超深稠油井射孔段套损治理工艺技术

鲁克沁油田玉北区块油藏储层埋藏深,流体黏度高,储层物性相对较差,对射孔生产段的套管损害较大,多口油井出现油层套管腐蚀、变型、错断。通过6口井的现场实施情况证明,进行射孔段套损修整,采取筛管机械填充防砂技术,可恢复油井正常生产,不影响单井产量,取得了较好的效果。     

套管磨损及地应力对深井套管柱强度的影响分析

油田开发过程中,采油套管损坏给油田造成了巨大的经济损失。采用弹性力学解析及有限元方法,给出了考虑磨损时套管剩余抗挤强度、抗内压强度,以及非均匀地应力作用下套管外壁等效外挤载荷的计算方法,分析了非均匀地应力作用下不同套管磨损量对套管强度,以及不同地层性质对套管地应力外挤力的影响。研究表明,当磨损度为10%时,套管的剩余抗外挤强度、剩余抗内压强度降低约30%;套管内壁的M ises应力和套管外壁地应力外挤力随地层弹性模量的增大均明显减小,说明地层越硬,套管将偏于安全。     

油气水井井筒完整性研究综述

在油田开发过程中,井筒完整性对于油田钻井和后期增产措施实施大规模压裂起着至关重要的作用。本文结合试验数据,探讨井筒完整性的失效机制,分析了地质环境、井眼曲率、水泥环性能密封以及油套管腐蚀速率等多方面影响因素。结果表明,地层泥岩吸水蠕变和膨胀、产层出砂、岩层滑动、断层活动、盐岩蠕变、坍塌及地震都会造成套管损坏;井眼曲率越大套管强度也越大,对套损的损坏就越严重;利用水泥环力学性能分析,探讨密封完整性对井筒完整性的影响;同时分析油套管腐蚀的影响因素,这些因素都对保证井筒完整性起着至关重要的作用。     

底封拖动压裂双层套管水力喷砂射孔技术在克拉玛依油田的应用

针对克拉玛依油田一东井区HW11201井油层套管与技术套管重叠段为836～1 036 m,对应的射孔第6-11段。射孔时必须射开油层套管及技术套管才能进行压裂,存在射孔不充分,无法连通地层的风险;存在射孔排量过大,射孔时间过长,割断套管的风险,运用双层套管水力喷砂射孔技术,采用调整射孔时间及排量,可有效射孔,达到射孔效果。针对双层套管,根据水力喷砂射孔地面试验和HW11201井的第6-11段的水力喷砂射孔,从双层套管的技术难点、关键技术及应用效果对该项技术进行阐述,为克拉玛依油田底封拖动压裂双层套管喷砂射孔技术应用和完善提供经验。     

高能复合射孔施工影响分析及对策

从高能复合射孔施工对地层渗透率、套管强度和射孔管柱的影响入手,分析造成影响的原因,从而确定合理的施工工艺、提高标准化进程,降低射孔施工过程中的负面影响,为安全生产、高效施工提供借鉴。本文仅供大家参考和讨论。     

文中油田影响套管损坏因素分析及研究

文章以文中油田历年套管损坏资料为依据,在对套管损坏部位、形态、射孔状况、岩石性质等因素进行综合分析基础上,对导致套管受力变形的地层因素及影响机理进行了深入分析和探讨,为下步井况防治措施提供了理论依据和思路.     

利用ANSYS分析射孔孔密对套管抗挤压强度的影响

利用Ansys软件建立射孔套管模型,运用弹性力学和结构力学相关知识,重点针对孔密对套管强度的影响进行了计算分析,计算分析结果表明针对套管强度,孔密存在极限值,该结果为套管的合理设计提供了一定的理论支持。     

工程测井技术探讨

工程测井技术主要用于检测固井施工质量,检验套管损坏程度,可以检测射孔质量,为油井的大修等施工提供数据资料。因此,有必要研究工程测井技术措施,满足油田生产的各种补孔、套管修复等需要,提高油田生产的完整性。     

水泥环对磨损套管抗内压强度的影响研究

用弹性有限元方法,建立套管一水泥环的有限元力学模型.对套管--水泥环内壁不同磨损量时的杭内压强度进行了计算,分析了在不同磨损量时,在内压作用下,套管管体达到屈服时,VonMise应力随套管最小壁厚和圆周方向的变化情况,并比较了在相同磨损量下,套管和套管一水泥环之间Von Mise以及抗内压强度之间的大小关系,最后得出了在相同磨损情况下,水泥环对磨损套管抗内压强度的影响效果.     

渤海油田大斜度井射孔工艺

目前海上油田为了解除储层污染,套管井射孔一般选择负压射孔或者平衡射孔负压诱喷的方式.本文分析了海上油田大斜度井射孔工艺面对的难题,介绍了几种针对海上大斜度井射孔难题的解决方式,并进行了研究与探讨,对同类型井的作业具有一定的借鉴意义.     

射孔套管孔眼附近套管变形量计算

射孔套管孔眼附近应力集中是造成套管损坏的重要原因之一。对射孔前后套管受力进行分析,采用弹塑性力学的方法对压裂过程中孔眼附近套管变形量进行研究。本文首先给出了孔间无干扰时,孔附近的变形量计算;然后再根据叠加原理计算了孔间有干扰时的变形量。对螺旋布孔射孔套管采用不同的射孔孔径,孔密和相位角给套管变形量造成的影响进行分析,得出了不同孔径、孔密及相位角的射孔套管在内外压力作用下孔眼附近套管变形量的变化规律。     

油水井出砂对套管损坏的影响机理研究

东濮凹陷文中油田投入开发以来,随着出砂的加剧和地层压力变化,套损井逐年增加,套管的损坏严重影响采油井正常生产及措施实施,目前已经成为了文中油田各个油藏开发管理区块后续开发和治理所必须亟待解决的难题。本文主要根据井下工具的受力状态进行疏松砂岩地层出砂因素对套管损坏机理探讨,以东濮凹陷文中油田历年井况大调查套管损坏资料为依据,在对出砂油井套管损坏形态、层位与射孔状况、岩石性质等因素进行综合分析基础上,对疏松砂岩出砂、上覆岩层坍塌等主要方面导致的套管受力变形进行研究,为探讨及防治措施提供依据。     

MIT-MTT套损组合检测技术与应用

英国SONDEX公司的MIT-MTT套损检测组合测井仪能够较为准确的检测到套管的壁厚、内径等变化情况。其配套软件具有完整的数据采集、处理、评价功能,并且采用成像技术,准确地显示套管的井下技术状况,自动生成处理报告。这为油田生产开发提供了有效手段。