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。     

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。     

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。     

套损井综合治理技术在渤海油田的研究与应用

目前，随着渤海油田开采程度的不断加剧，井下套管损坏油井呈逐年上升趋势。多年来，天津分公司生产部作业室经过不断的摸索和实践，形成了一系列套管损坏井的检测与综合治理方法。根据不同油井的特点，使用不同的套损井治理方法，精耕细作，变废为宝，将濒临报废的油井成功救起，目前全部恢复生产。     

超深井稠油上返原因及对策

稠油上返严重影响油井的正常生产,文中针对轮西油田稠油开采工艺现状,分析了稠油上返的原因,针对不同采油工艺井提出了相应的对策,对保证超深稠油井区高效开发有一定的指导意义。     

稠油水平井套管柱强度设计方法

摘要 稠油水平井的套管柱设计与常规水平井套管设计有较大差异.本文重点介绍利用设计或已测的井眼机迹参数,稠油热采注汽参数和注汽施工工况,计算稠油水平井套管柱所受热应力、弯曲载荷、摩阻力子的方法以及利用以上受力计算为基础的水平套管柱最大载荷设计法,同时介绍此方法在辽河油田稠油冷平1井的设计和使用情况.     

秦家屯油田油水井套损原因分析

随着秦家屯油田大面积开发,油水井套损的趋势逐渐加重,根据研究区15口套损井的情况,从区块分布、岩性、射孔、固井质量、腐蚀情况、注水开发等不同方面进行统计,找出相应的规律,结合秦家屯油田油藏开发概况,得出泥岩吸水膨胀、蠕变及滑动造成套管损坏是秦家屯油田套管损坏的主要原因;其它因素加剧了套管损坏的程度。套损原因的明确,为后期预防与治理套损井提供了基础。     

老油田套破井治理措施探讨

随着我国油田开发技术水平不断提高,石油资源生产效率和质量不断提升。然后在这种良好的发展趋势下,长期以来油田开发过程中伴随的套管损坏问题日趋严重。套破井造成注采井网失调,水驱动效率降低,剩余储量无法开采,导致动态监测资料无法有效获取,修井次数较多,措施难度大,严重影响油田稳定生产和开发。因此,本文对老油田套破井的治理措施进行探讨,主要是为保证老油田生产和开采正常稳定运行提供可靠依据。     

稠油开采电加热特种变频器的研究

电加热对于稠油开采具有重要意义 ,但其耗电量很大。为了提高稠油开采中电加热效率及节省电能 ,在分析了稠油井温度分布规律后 ,建立了一种用于电加热特种电缆的电路模型。针对油田稠油开采电加热设备的现状 ,提出了一种可显著提高电加热效率的方法。在理论分析的基础上研制成功了HE381特种变频器 (最大输出功率为 10 0kV·A ,输出频率为 2kHz) ,并在辽河油田进行了工业应用。在多口稠油井的多次现场运行测试证明 ,其节能效果明显优于 5 0 0Hz以下的电加热设备。     

基于应变的热采井套管设计方法

提出基于应变的热采井套管设计方法,确定基于应变的设计准则,通过建立三维弹塑性有限元模型,模拟分析热采井多轮次生产过程中应力和应变变化规律,并以胜利油田A井为例进行实例设计。结果表明,该设计方法密切结合热采井"注-焖-采"生产过程,可考虑多轮次循环温度载荷对套管的损伤程度,通过计算多轮次生产条件下套管上的累积塑性应变,依据热采井生产轮次要求及应变准则,科学灵活地设计套管,可以为热采井套管柱设计提供新思路。     

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。     

三次采油区块套损井修复技术研究与应用

目前,三次采油主要以聚合物驱、三元复合驱为主,由于注入介质自身的特性,造成此类区块套损类型复杂,修复难度大。主要存在以下问题:一是区块套损机理认识不清,工艺措施针对性不强;二是胶结物携带砂、泥岩块堵塞井筒,循环泄压困难;三是吐砂井上顶管柱,冲砂进尺不理想;四是小直径、活性错断、大段弯曲井打通道时效低、成功率低。这些套损井若不能得到及时有效治理,将严重影响区块的整体开发部署和产能的提高。通过从工程、地质方面分析套损原因,开展三次采油区块套损井修复技术研究,形成了以套损形态预测、加压起下及找打通道技术为主的技术系列,现场试验起到较好效果。     

姬塬油田套损井隔水采油技术研究与应用

姬塬油田由于多年开发,油田综合含水逐渐上升,井筒腐蚀日趋严重,套损井数量不断增加,造成姬塬油田部分油藏注采井网失控、水驱动用程度降低、剩余油未能有效开采等问题,直接影响油水井正常生产及油田稳产,同时也给姬塬油田造成了巨大的经济损失。一方面,开展对Y211、Y341和桥塞等常规机械隔采工具进行原理分析和现场应用效果对比研究工作,得出其现场应用的缺陷性;另一方面,针对常规隔采工具的缺陷性,开展LEP长效封隔器隔采技术和软金属套管补贴技术研究与试验工作。通过研究及试验不同类型机械隔采工具的优缺点和适用范围,得出在不同工况下的套损井应用机械隔采工具治理套损井的有效措施,为姬塬油田套损井的治理及后期的稳产提供有力的技术支撑。     

油页岩层岩性特征及地应力与套损关系研究

在油田开发过程中,套管损坏的研究是一个重要问题。油页岩层是发生大面积套损的主要岩层。研究该岩层套损发生机理及影响因素显得尤为重要。通过开展油页岩层的岩性研究、岩体地应力方向研究,并应用测井解释成果确定套管损坏方位,指出了套损与地应力的关系并阐明了油页岩层的套管损坏机理。研究结果为油页岩部位套损井治理及预防提供了理论上的参考依据。     

温度对套管接头螺纹接触压力的影响

In high-temperature(HT)-high-pressure(HP) gas wells and steam injection wells,the heat stress caused by temperature difference had great effect on contact pressure of casing joints.The distribution of the contact pressure became non-unifonn with the HT difference,the effective stress in casing joints was about equal to its yield strength,and the joints produced the plastic deformation. As a result, sealing ability of casing joints should be paid another attention. The mechanical model was set up for casing joints with the elastic-plastic finite element method.The influence of the temperature to casing joints was analyzed because of change of temperature, which will provide a quantitative basis for safe using of casing joints in HT wells     

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用寿命．     

一种新型绕煤层固井井下装置的研制

针对煤层气井常规套管完井时水泥浆污染煤层的问题,提出一套绕煤层固井技术方案,设计研制一种新型结构的绕煤层固井井下装置;测试整套装置的耐压性,计算水泥浆通过该装置时的局部流体压耗。测试及计算结果表明:该装置可承受28 MPa的管内压力,额外增加的循环压耗约为2.2 MPa,可以满足施工需要;下入套管时,把多组装置连接在套管串上对应煤层的位置,即可实现水泥浆仅封固非煤层段,避免水泥浆和煤层的接触,从而避免水泥浆对煤层的污染,为煤层气井及油气井低压层段提供一种新的完井手段。     

减小由温度引起套管附加载荷的方法研究

高温油气生产引起井筒周围温度全面上升,密闭的套管环空流体受热膨胀,对套管内外表面施加附加压力,这种压力可以达到套管的抗内压或抗外挤强度极限。针对温度升高带来的套管附加载荷使油气井的生产存在很大安全隐患的问题,归纳总结了多种因温度升高而带来套管附加载荷的预防方法,并从他们的应用范围、可靠性还有使用费用三方面进行对比,建立了两种最优套管附加载荷预防方法的计算模型,给出了实际工况下套管附加载荷的预防操作方法。