基于非均匀载荷的注采井套管损坏机理及抗挤套管校核方法

注采井网套管损坏是油田井筒完整性管理面临的主要难题之一,注采地层套管载荷影响因素复杂,常规基于均匀载荷的套管校核方法不能有效满足全生命周期井筒完整性要求。采用有限元方法模拟了注采过程地层压力、有效应力及位移场特征及变化规律,揭示了目标区块套管损坏机理;建立了注采井网套管外挤载荷计算模型,提出了基于非均匀载荷影响的套管校核方法。研究表明,注采过程受砂泥岩孔渗差异影响,砂岩与泥岩界面产生有效应力差,泥岩地层吸水水化塑变导致套管载荷非均匀性增大,同时砂泥岩交界面产生较大的位移变形,诱发砂泥岩界面处套管挤压变形或剪切破坏。考虑非均匀载荷因素,当套管载荷非均匀系数小于0.9时,套管等效抗外挤安全系数小于1,套管抗挤强度不能满足实际工况需求。综上研究表明,注采井套管设计时应充分考虑非均匀载荷的影响,基于非均匀载荷的套管设计方法可满足全生命周期套管完整性需求,对其他油田注采井套管设计具有指导借鉴意义。

基于套管强度校核计算结果的经济适用性分析

石油钻完井和生产过程中,下入套管是必不可少的作业阶段。套管的作用很多,其主要用于支撑井壁,保障钻完井和生产过程的正常运行,因此套管必须有承担一定压力的能力。提高套管的抗内压和抗外挤能力有两种途径,一是增加材料强度,二是增加套管壁厚。基于理论计算,对于套管抗内压强度,两种途径的强化效果是一致的。而计算结果表明,对于套管的抗外挤能力,套管的初始壁厚越大、钢级越高,强化效果就越好。实际作业中,到底如何优选套管的钢级和壁厚,可以从作业难度、腐蚀情况和经济评价三方面进行分析,所得结果对现场套管优化选材有重要的指导意义。

顶管穿越公路铁路用套管强度计算与校核

针对国内外公路、铁路常用的顶钢筋混凝土套管穿越方式,给出了顶管穿越时需要考虑的荷载类型,详细介绍了顶管穿越公路、铁路时,采用的不同套管强度计算与校核方法,从而校核所选套管是否足够安全,强度是否能够满足工程需要,保证施工安全性。

超深盐穴储气库生产套管强度校核的探讨

某盐矿埋藏相对较深,对于建设盐穴储气库既有有利的一面,即由于盐层较深,一旦建成盐穴,可以设计较高的储气库运行压力,储气库最高运行压力预计可超过40MPa,因此在同等腔体体积条件下储存更多的天然气;也有不利的一面,如腔体收缩、造腔成本增加、造腔管柱变形、盐层蠕变导致套管挤毁等。通过三种井身结构、不同材质套管的强度校核计算,建议某盐穴储气库采用双井单腔形式,注采气井生产套管应选择小直径、高抗挤材质套管,从而使盐穴储气库实现造腔阶段一注一采,注采气阶段注气/排卤、采气/注卤,保证腔体定压运行。

流变性地层套管等效外挤力

为给流变性地层套管设计提供理论依据,讨论了3种套管等效外挤力模型,其一是现行标准中的模型,另外两个分别是黏弹性流体模型和黏弹性固体模型。利用具体实例对这3个模型的比较分析结果表明,现行标准和黏弹性流体等效外挤力模型计算结果偏小,而黏弹性固体等效外挤力模型与现场实际情况符合较好。

WELLCAT软件的三超气井完井设计优化

塔里木库车山前气井的超高温超高压超深特点使油套管的安全性面临着严峻的挑战,传统的油套管校核方法难以适应三超气井的设计要求。为此,对Wellcat软件进行了深入挖潜,发现通过油套管的安全校核,可以对压裂液、完井液、油管等因素进行参数优化,确定最佳的完井液密度和压裂液参数,给出最优化的油管配置,合理控制泵压、排量和油套压等参数,达到优化完井设计的目的。WELLCAT软件不仅提高了油套管校核的精度和效率,而且能对试油完井的参数设计进行系统优化,确保试油完井作业过程的井筒完整性。

富满油田超深井井身结构优化技术与应用

随着富满油田勘探开发的推进,对钻井事故复杂的认识更深入,前期采用的塔标Ⅲ三开和塔标Ⅰ四开井身结构难以满足安全钻井和高效开发的需要。在提质增效活动中,分析了现有井身结构存在的不足,优化解决了塔标Ⅲ二开Ф200.03 mm套管下深极限和塔标Ⅰ二开Ф244.50 mm套管强度、钻机资源矛盾,拓展了超8 000 m井深的井身结构,形成了三套井身结构设计方案。通过对优化后井身结构进行10个月的跟踪调查,生产时效提高了4.08%、事故复杂率降低了3.26%,钻井周期平均缩短了25 d,实现了提升作业效率、降低作业成本的目的。