油层出砂引起采油套管损坏的力学分析

基于普氏自然平衡拱理论，并考虑套管与地层的相互作用，对空洞的形态进行了分析，得出出砂空洞的顶部压力拱形状为抛物线，给出了油层出砂形成空洞后淘空段套管所受轴向力的计算公式。将套管损坏近似看成两端固定压杆的失稳弯曲，建立了套管失稳破坏与出砂量之间的关系，并分析了不同的钢级和壁厚对套管发生失稳破坏时出砂量的影响，指出对于出砂严重的油田，其油层段应尽量使用高强度、大壁厚的套管。该研究不但有助于严重出砂油田的套管设计，而且在实际生产中还可以通过监测出砂量来判断套管是否已发生损坏，从而保证采取及时、有效的防砂方法，达到防止套管损坏的目的。     

松软地层套管损坏机理分析

为了防止和减少松软地层套管损坏,采用分析计算方法,建立了松软出砂地层中套管的三维有限元力学模型,分析了出砂段高度、套管内压、以及垂向地应力对套管受力的影响。分析结果表明,出砂段的存在大大增加了套管损坏的危险性：出砂套管损坏危险程度与出砂段高度为二次曲线关系;最大当量应力与内压的关系基本上为双段线性。应使出砂段高度避免接近临界出砂段高度;并尽量使套管内压力接近临界内压。同时根据普氏砂拱效应建立了出砂量和套管最大应力之间的关系,为有效预测松软地层套管的损坏幅供了可行依椐．     

砂岩储层出砂段套管强度分析

砂岩储层开采过程中储层砂岩会与储层流体一起流向井筒,易在井筒附近油层形成出砂空洞,使储层出砂段套管失去地层的保护作用,引起套管失效。分析出砂段套管强度校核采用的圆柱壳屈曲模型理论的局限性,提出依据普氏理论,建立疏松砂岩出砂后套管的受力模型;并采用数值方法确定出砂段套管强度值。研究表明:出砂段空洞高度与套管轴向力呈一定线性比例,出砂段空洞与出砂量是一定指数关系。该理论可用来进行出砂段套管的校核和设计。     

疏松砂岩出砂油藏套管发生破坏校核方法的确定

在疏松砂岩油田开发过程中,油井出砂引起套管变形现象经常发生。本文从临盘采油厂出砂井的套管损坏现状及规律着手,分析油藏出砂后形成空洞的特征,根据岩层出砂形成空洞形状,确认套管在地层承受三向应力状态,根据套管在岩层中力学状态,引用了《滩海管道系统技术规范》中管道屈曲破坏的条件,首次提出了为疏松砂岩油藏出砂井套管发生变形的一种校核计算方法。     

出砂量对射孔套管力学性能的分析计算

油井生产中地层出砂会严重影响射孔套管的力学性能,造成套管损坏。建立射孔套管在出砂层段的三维力学有限元模型,应用Ansys有限元软件分析该出砂层段射孔套管力学性能。研究认为,在出砂地层射孔套管力学性能变化较大,表现为射孔处套管的抗挤强度减小,套管最大应力在射孔处产生。均匀载荷下,套管应力与地层中出砂高度成抛物线关系,生产中应减小或增加出砂量达到远离出砂高度临界值,以减小套管应力。非均匀载荷下,随着出砂量增加,产生的空洞高度增加,套管的应力逐渐减小。因此,在非均匀载荷下,应提高出砂量以增加空洞高度,达到提高套管的抗挤强度,延长套管使用期限。     

储层出砂、生产压差及改造压力对射孔套管强度的影响

分析了射孔出砂形态及出砂段套管所受轴向压力;考虑不同出砂程度,建立了射孔出砂段套管三维有限元力学模型;分析了出砂分布及出砂程度对射孔段套管应力强度安全性的影响;分析了不同生产压差及改造压力作用下射孔套管等效应力的变化趋势。结果表明,射孔出砂掏空空洞的构形曲线为一个与上覆岩层压力、套管外径有关的二次曲线;空洞构形的曲率半径越大,套管所受轴向压力越大;即使轻微出砂,只要形成空洞,射孔段套管的强度会大大降低;集中出砂时套管的应力比分散出砂时的高;出砂量越大,最大等效应力越大,套管的强度安全性越低。     

新立油田套管防砂技术研究与应用

主要从岩土力学角度分析了新立油田油井出砂原因,分析了地层、井况、开发等方面给油田带来的危害,油田油井出砂严重,将导致油井作业频次增加,检泵周期短,油井停产,严重制约了油田的生产。对出砂机制及套管防砂工艺进行研究,开发出新型套管防砂工艺管柱。对这一新型防砂技术进行了实证数据分析,分别介绍了单纯出砂油井、含少量泥浆的出砂油井、含大量泥浆的出砂油井等的使用情况,并分析了其经济效益。统计表明,其降低了维护性作业次数,延长了检泵周期。     

JTS人工井壁防砂技术的研究与应用

随着文中油田进入高含水开发阶段,由于强注强采,降低了地层胶结强度,油水井出砂日趋严重。部分井出现砂埋油层甚至套管损坏现象,常规的化学固砂有效期短,防砂效果不理想。为此,2010年来,开展了JTS人工井壁防砂技术的试验应用,通过施工工艺的创新与改进,取得了成功,为遏制中后期开发油田出砂,闯出了一条新的途径,具有较好的推广价值。     

油层结构破坏和出砂导致油层污染的数值模拟

在油田开发过程中,由于胶结疏松的砂岩地层本身的胶结脆弱性,压力不平衡以及流体对砂粒的剪切、拖曳作用,会造成油层结构的破坏和出砂,影响到油田的正常开发。研究了造成油层结构破坏和出砂的机理,建立了相庆的地质模型和数学模型,并采用有凶示对模型进行了求解,对常见油层结构破坏和出砂造成的油层污染过程及该类油层近井地带不同开发阶段的污染程度,对于油层的评价、增产措施的实施等具有重要意义。     

出砂井射孔套管变形分析及射孔参数优化

针对出砂井因上覆地层沉降与射孔段地层空洞而导致的射孔套管变形问题,采用有限元分析软件,建立考虑上覆地层位移与出砂空洞的射孔套管变形分析模型,采用经典Lame公式验证模型的正确性,分析射孔孔眼密度、孔径和射孔相位角对射孔套管变形的影响.结果表明:出砂井射孔套管在轴向载荷作用下的变形不同于在径向挤压作用下的变形,微小的上覆...     

稀硝酸清洁生产评价指标体系

针对稀硝酸生产的特点和清洁生产评价指标的选取原则，建立了包括原材料、产品、资源及污染物在内的稀硝酸清洁生产评价指标体系，采用统计剔除层次分析法确定了各指标的权重，构筑了稀硝酸清洁生产水平的评价方法，最后根据国内外稀硝酸生产运行数据。结合某稀硝酸生产企业，对此加以应用说明。     

新型模式的矿山生产调度系统设计

介绍了神华集团神东公司现有的生产调度管理模式在煤炭企业中的重要性及其不足之处,讨论比较了 B/S 模式与 C/S 模式各自的特点,分析了三层 B/S 代替两层 C/S 模式的必然性,并结合当今流行的数据库前端应用开发工具和数据库管理系统各自的特点,选取了最合适的开发和编程工具,规划出煤炭企业一种新的生产调度数据管理模式。     

含有限缓冲区的多生产线协调生产计划的研究

研究了一类带有限缓冲区的多生产线协调生产计划的模型问题．通过对制造企业生产现场进行的调研，建立了上下游生产线成品关联结构，给出了成本最低的生产计划模型．该模型是非线性的且目标函数的梯度是分段常数，不能采用常规的非线性规划算法进行求解．考虑到该模型只有目标函数是非线性的，而约束是线性的，文中将非线性目标函数通过增加约束化为线性目标函数，从而把一个本来比较难以解决的非线性规划问题转化为线性规划问题，给实际应用带来了便利．仿真实例说明了依据该结构所建模型及算法的有效性．     

考虑约束条件的油藏生产优化

油藏生产优化是把对油藏生产体系的控制描述成一个最优化问题,通过求解最优化问题得到油藏生产的最优控制。首先利用数值方法得到目标函数的近似梯度,然后利用投影梯度方法将近似梯度投影到可行方向上,在可行方向上进行线性搜索,得到满足约束条件的最优解。通过计算案例,对两种近似梯度方法的优化效果与利用有限差分法得到的梯度的优化效果进行对比。优化得到的调控方案可以满足约束要求,并且能够有效改善注水开发效果,大幅度增加油田的经济效益。     

随机生产中拖后需求的变质产品最优生产策略

针对部分短缺量拖后的变质产品,建立随机生产状态下的生产-库存模型.所谓随机生产状态,是指生产过程会随机地从一种可控状态向另一种不可控状态转移,当生产处于不可控状态时,会生产出一定比例的次品.其中,生产状态的转移服从均匀分布.通过生产-库存模型得到了随机生产状态下总成本函数,分析得到,该总成本函数是一个关于生产次数的凹函数,并由此提出了最优生产次数算法.最后给出了算例.算例结果表明,最优生产次数算法能够有效地将一个4n 1维的最优问题转化为一个一维问题,为变质商品的生产-库存决策提供了简便有效的方法.