熱采油井套損機(jī)理及防治措施研究.pdf

1、目前油田套管損壞已成為世界范圍內(nèi)亟待解決的難題，許多油田在開發(fā)過程中都遇到了套損問題。影響套管損壞的因素極其復(fù)雜，既有內(nèi)部結(jié)構(gòu)材質(zhì)的原因，也有地層力學(xué)性質(zhì)及外部影響因素的原因。而熱采井套管較普通油井承受更為復(fù)雜的應(yīng)力，其特殊性在于承受注蒸汽引起的高溫問題。稠油熱采的主要形式是蒸汽吞吐和蒸汽驅(qū)，蒸汽的注入使得套管產(chǎn)生熱應(yīng)力，注蒸汽循環(huán)過程中還可能產(chǎn)生循環(huán)的殘余應(yīng)力，造成套管嚴(yán)重?fù)p壞。準(zhǔn)確分析注蒸汽開采過程中井筒溫度場和套管所受熱應(yīng)力的大小

2、，對注蒸汽井的完井設(shè)計和開采設(shè)計具有重大意義。
　　新莊油田套管損壞的主要原因可歸納到兩個方面：一是非均勻地應(yīng)力對套管的外擠力超過了套管的抗擠強(qiáng)度而造成套管損壞；二是由于在注蒸汽過程中套管產(chǎn)生的熱應(yīng)力過大，而造成套管損壞。論文采用現(xiàn)場調(diào)研、資料收集整理、理論分析以及數(shù)值模擬等方法，系統(tǒng)地研究了熱采油井的套損機(jī)理及防治措施。論文的主要工作如下：
　?、倩诤幽嫌吞锏男虑f、楊樓地區(qū)的現(xiàn)場資料，結(jié)合相關(guān)的參考文獻(xiàn)，詳細(xì)分析和研究了

3、套管損壞的影響因素以及套管損壞的類型；
　?、诟鶕?jù)厚壁筒的彈塑性力學(xué)理論，推導(dǎo)了非均勻地應(yīng)力作用下的套管外擠力的計算公式，并分析了地層、水泥環(huán)彈性模量對套管外擠力的影響，最后運用有限元軟件ADINA進(jìn)行數(shù)值模擬加以驗證；
　?、鄹鶕?jù)熱傳遞基本理論，運用有限元軟件ADINA對井筒—地層模型的溫度場進(jìn)行瞬態(tài)分析，通過間接耦合得到套管熱應(yīng)力的分析結(jié)果，在此基礎(chǔ)上對蒸汽吞吐過程進(jìn)行彈塑性分析，考慮多個注汽循環(huán)過程，得到了套管殘余應(yīng)力