注蒸汽热采井套管损坏机理研究

考虑环空水泥环在轴向和径向给予套管柱的弹性约束和摩擦约束，对注汽期间套管柱产生的轴对称热胀应力进行了近似分析，分析发现，在封隔器附近靠近接箍端面的地方，套管柱可能产生严重的缩颈变形，其变形值和套管柱受热膨胀时接箍端面对水泥环台肩的推力有关系。研究结果表明，大部分注蒸汽热采井的套管损坏位置都集中于油藏盖层内，其原因是存在着和局部缩颈变形相对应的恶性局部应力，必须设法控制这种局部应力才能延长套管柱的使     

应用有限元分析法分析热采井套管柱应力

以套管-水泥环-地层为研究对象,在理想状况下,受均匀内压、均匀地应力、温度载荷等共同作用时的承载特性进行分析。采用PLANE183平面应变单元,对套管-水泥环-地层进行单元离散,建立套管柱有限元力学模型。推导并建立了位移函数、形函数的计算方程。通过算例说明模型和计算方法的可行性。     

稠油热采井套管柱应变设计方法

为解决稠油热采井不断出现的套管损坏现象,改变传统的管柱强度设计方法。基于弹塑性力学理论,在满足套管柱强度设计的基础上建立套管柱应变计算模型;通过对比套管材料应变与结构应变,借助Rambery-Osgood模型得到应变安全系数最小值,提出套管柱应变设计的理论判据,形成套管柱应变设计方法。结果表明,该设计方法在西部油田8口稠油热采井Φ177.8 mm×8.05 mm TG80H特殊螺纹套管柱设计中得到应用,生产4轮次后套管柱未出现变形和泄漏现象,经过14轮次后,套管服役性能依然良好,新热采井套管柱应变设计方法允许套管在可控范围内变形,可有效延长套管使用寿命,降低套损率。     

注蒸汽吞吐井井筒应力的数值计算方法

将注蒸汽吞吐井井筒温度场的计算结果引入井筒应力分析模型中，利用有限元分析软件ANSYS计算了不同约束条件下的井筒应力。计算结果表明，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，当套管周围掏空时，其热应变达到了2％，远远超过材料弹性极限应变值(0．3％)，这是导致热采井套管变形损坏的主要原因。     

稠油注蒸汽热采过程中射孔段套管热应力仿真模拟

我国稠油资源约占总石油资源的30%。稠油油藏以蒸汽吞吐开采为主,一个蒸汽吞吐循环周期包括蒸汽注入阶段、焖井阶段和采油阶段。其中,造成稠油热采井套管损坏的主要原因之一是热采井高温及温度剧烈变化,利用ABAQUS有限元软件建立了三维井筒模型,分析了蒸汽注入阶段、闷井阶段的热传导过程及射孔段套管的热应力分布,其中射孔部位是稠油热采过程中较易破坏的地方,经过几个吞吐周期后套管上会积累较高的残余应力而使套管发生塑性破坏。     

热采井套管损坏机理及预防技术措施综述

据科学数据统计,我国已成为世界第四大稠油生产国。所产石油量约占全世界总石油资源的25%~30%。油田稠油资源量丰沛集中在个别城市地区,在我国石油产量中占有相当大的比重。稠油主要采用热力开采的方法,可分为蒸汽吞吐开采、蒸汽驱开采和蒸汽辅助重力驱等,受高温影响,热采井的套损现象十分突出。该文详细介绍了稠油热采井套管损坏的原因以及预防套管损坏的技术措施,为稠油开采提供技术指导。     

大斜度井中套管磨损机理研究

针对套管在大斜度井中的磨损失效,首先开展了套管的磨损实验研究,根据Dawson 和White 提出的基于能 量损失的线性磨损模型以及本文的实验数据,获得了钻杆接头与套管的磨损系数。建立了钻杆接头与套管磨损机理 研究的有限元模型,通过任意拉格朗日欧拉自适应网格划分,在数值模拟过程中可以对套管磨损的节点进行“实时 调整”,并对网格单元做光滑处理,不断更新钻柱接头与套管的接触关系,对钻进过程中套管磨损机理进行了研究。在 磨损后套管结构形状研究的基础上,开展了套管剩余抗挤强度的数值模拟研究,得到了套管的最大磨损深度随时间的 变化关系,建立了套管剩余抗挤强度与最大磨损深度的关系,进而可以预测套管在某一累积磨损时间内套管的最大磨 损深度和套管的剩余强度,为磨损套管的安全性评价提供了理论依据。     

油井套管水力挤压破坏性质

分析了套管挤压理论的发展概况,认为已有计算理论不太完善。国内外生产中实用的抗挤计算方法不符合实际情况。从工程力学角度分析了强度与稳定两种不同的性质,给出了不同的解题原则,并将其应用于分析套管受挤破坏性质。结果表明,理想圆管的受挤破坏可能是弹性结构失稳,也可能是弹塑性结构失稳;而椭圆管的受挤玻坏则常常是弹塑性结构失稳。     

优质热采井用石油套管的研制

根据热采井套管损坏的机理，研制了一种适合于注蒸汽开采稠油的优质套管——WSP-105H．介绍了该套管的设计思想：研制耐热钢种，提高套管材料本身的抗高温性能；研制适合于热采井套管的螺纹结构，有效地释放高温产生的热应力．在此基础上，阐述了该套管的研制过程．最后通过有限元模拟的方法，研究了这种套管在热采工况下的适用性。并通过全尺寸模拟试验进行了验证．结果表明，该套管适合于热采井．     

稠油热采井注汽MDOD优化设计

为解决稠油油田开发初期注汽工艺设计问题,在满足油层注汽效果条件下,以注汽投资费用最低为目标函数,建立了稠油热采中井筒注汽优化模型,并用混合离散变量优化设计方法(MDOD算法)进行了求解.对蒸汽吞吐和蒸汽驱两种井筒注汽工艺进行了实例计算,结果表明:运用MDOD方法进行优化设计,可以节省大量的初始投资并降低运行成本,有利于节约能源,提高经济效益.     

用多元时序分析法预测油水井动态

采用多元时间序列分析的方法 ,对油水井动态特性进行了分析 ,建立了油井含水率的多因素预测模型。利用该模型可在已知水井注水量的情况下对相应油井的含水率进行预测。通过对传递函数模型的识别 ,分析了油水井的地下连通关系及注水对油井含水率的影响。油田应用实例验证了该方法在油田开发动态预测方面的可行性。     

河南油田油水井套管修复技术

河南油田采油一厂进入后期开发,大量的采油井和注水井的套管出现不同程度的损坏,严重破坏了整个油田的注采井网,影响了增产增注措施的实施,不仅造成储量和产量的损失,而且套损井修复又加大了成本的投入。从多方位分析了套管损坏的原因,在此基础上提出了相应的预防措施和治理办法,对制定修套措施具有一定的借鉴作用。     

用多元时序分析法预测油水井动态

采用多元时间序列分析的方法,对油水井动态特性进行了分析,建立了油进含水率的多因素预测模型。利用该模型可在已知水井注水量的情况下对相应油井的含水率进行预测。通过对传递函数模型的识别,分析了油水井的地下连通关系及注水对油井含水率的影响。油田应用实例验证了该方法油田开发动态预测方面的可行性。     

热采井筒应力的数值模拟分析

将注汽热采井井筒温度场传输到井筒应力模型中,用有限元软件ANSYS进行了计算。计算结果表明,使用常温套管弹性模量对套管极限温度载荷进行计算,所得极限温度比实际极限温度要低,因此能提高设计结果的安全性。增大水泥高温热膨胀系数有利于保护套管和水泥环。     

热采井筒应力的数值模拟分析

将注汽热采井井筒温度场传输到井筒应力模型中 ,用有限元软件ANSYS进行了计算。计算结果表明 ,使用常温套管弹性模量对套管极限温度载荷进行计算 ,所得极限温度比实际极限温度要低 ,因此能提高设计结果的安全性。增大水泥高温热膨胀系数有利于保护套管和水泥环。     

蒸汽辅助重力泄油渗流机理研究

针时双水平井及直井与水平井组合蒸汽辅助重力泄油(SAGD)两种常用布井方式,利用数值模拟方法及Surfer制图软件制作出重力过程中泄油初期、高峰期及泄油后期不问泄油阶段蒸汽腔截面的温度场、压力场、剩余油饱和度场的场图,更直观、形象的描述了SAGD的蒸汽腔形成及扩展过程以及不同泄油阶段蒸汽腔形状及泄油机理,并对两种布井方式的重力泄油效果进行了比较,为SAGD技术的应用提供决策依据.     

荣兴屯油田注水井吸水能力下降原因分析

以荣兴屯油田储层特征研究成果为基础,以室内实验数据为依据、通过现场取样和化验分析,对荣兴屯油田储层吸水能力下降的原因进行了综合性研究分析,结果表明:荣兴屯油田注水井吸水能力下降的主要原因是储层自身物性差、注入水水质不合格、注入水与产层不配伍及不适宜的注水强度。研究成果为荣性屯油田的增注措施提供了可靠的依据,同时它对研究和分析其它砂岩油田注水井吸水能力下降的原因也有重要的意义。     

油井超声互相关流量测量方法

提出了一种用超声互相关测量油井流量的方法 ,设计了专用超声传感器和互相关器。试验结果证明 ,用该方法测量油井流量是可行的 ,但在获得工业应用之前要解决一些实际问题。     

两级柱螺纹套管接箍扣牙力计算与分析

本文提出了两级柱螺纹套管接箍扣牙受力分布计算的解析法．这种方法的计算结果表明，两级柱螺纹套管接箍扣牙力分布呈“Ｗ”形，扣牙力分布的均匀性得到明显改善，有效地提高了套管接箍的承载能力．计算值与市场产品的两级柱螺纹推荐上扣力矩和轴向拉力十分吻合，说明该计算方法是正确的．     

火山岩油藏注采动态特征研究

火山岩油藏无论在国内或国外,其数量与规模都既少又小。我国的火山岩油藏主要分布在新疆,这些油藏注水开发已有数年,其动态特征表现为:油井产能高低悬殊;油井及油田产量递减均快、油藏无稳产期;注水井吸水差别大;注水开发时少数油井水窜水淹严重、而多数油井长期不见注水效果;油藏采收率多在8%~13%之间。上述注采特征与油藏裂缝发育、非均质性极强的地质特点是相一致的。根据上述特点,建议火山岩油藏的开发应慎重注水,重点做好高产井管理,水窜严重的井组采取停注或间注等方式进行开采。