工作液密度降低对水泥环界面胶结的影响

固井后工作液密度的降低会造成水泥环与套管和地层脱离胶结,从而形成微环隙,导致水泥环的层间封隔失效。根据厚壁圆筒理论,建立了更符合水泥环受力状况的套管—水泥环—地层力学模型,给出了工作液密度降低对水泥环与套管及地层间所受到的应力位移计算式。模拟计算结果表明,在相同井深处,工作液密度降低值越大,水泥环受到的应力值越大,界面处越容易产生微环隙。对于相同密度降低值,水泥环受到的应力值和产生微环隙的可能性随井深的减小而减小。结合模拟计算值和试验,测试不同水泥浆体系的水泥石与模拟套管的胶结强度值,选择和设计不同的水泥浆体系或降低合理的工作液密度值以防止微环隙产生的新途径。

非均匀地应力下水泥环界面应力分布规律研究

针对水泥环的受力及其失效问题建立了非均匀地应力下地层、水泥环和套管的弹性耦合力学模型,给出了水泥环和套管的应力、位移表达式,编制相关计算程序计算了非均匀地应力作用下水泥环界面的应力分布,结果表明．非均匀地应力作用下水泥环界面应力分布呈现较强的非均匀性,这可能导致水泥环先于套管破坏,从而加速套管损坏。该模型的建立为固井水泥石强度的设计提供了理论参考。

防止热采井套管热破坏的预压固井技术

热力采油是开采稠油的最广泛、效益较高的方法。实践表明:注蒸汽稠油井如果用常规方法固井,那么在通常的注汽温度下,套管都因热应力而产生屈服变形。目前现场常用的防止套管热破坏方法不能从根本上解决问题。该文提出了防止热采井套管热破坏的预压固井技术,即在注水泥结束但没有凝固时,向油层套管施加内压强,使套管膨胀;水泥在套管膨胀的条件下凝固。计算表明:采用预压固井技术后,热采井在整个生产周期内,套管不但不屈服,而且还有较大的安全系数。此项技术可能成为延长热采井套管使用寿命的重要手段。

ISO 10400油套管强度新模型

随着套管制造工艺的不断改进和制造水平的显著提高,现有的API 5C3模型已不能正确地预测套管的实际抗挤强度。通过对ISO 10400新标准的研究,给出了考虑微裂纹等各种缺陷的油套管抗挤新模型及两端堵口的抗内压韧性断裂模型。计算的精确度用部分数据与API作了对比,证明了抗挤新模型的可靠性和优越性。新模型对改善油套管设计和生产商改进油套管质量具有一定的参考价值。

TP130TT高抗挤套管研究与应用

为了提高盐层段固井质量 ,中原油田研究开发了 TP130 TT高抗挤套管 ,性能试验评价表明 ,其抗挤强度超过 16 0 MPa,并给出了其固井质量评价标准。在中原油 346口井中的应用表明 ,该套管有效地解决了盐层段套管损坏问题 ,延长了油气水井寿命 ,经济效益和社会效益显著。

磨损套管抗挤强度计算模型

套管磨损后其承载能力降低,因此对磨损套管进行抗挤毁能力预测或评估就显得尤为重要。采用数值模拟和实物试验相结合的方法,系统分析了磨损套管的挤毁失效机理、影响抗挤强度的因素及影响规律。分析得出,月牙形磨损套管的挤毁属"三铰"失稳,严重磨损处首先屈服进入塑性区并产生很大变形,从而导致整体结构发生弹塑性失稳。磨损套管的抗挤强度随剩余套管壁厚、磨损半径和轴向载荷分别呈指数、幂函数和线性函数式变化。以此为基础,从未磨损套管实际抗挤强度计算入手,建立了完整的磨损套管抗挤强度计算模型,并对模型进行了试验验证,试验结果表明,模型计算值与试验实测值的相对误差在5%以内。所建立的磨损套管抗挤强度计算模型可用于磨损套管和未磨损套管抗挤强度的预测和评估。

套管试压对水泥环完整性的影响

目前中国油田套管损坏井日渐增多,研究人员对水泥环长期力学性能的研究主要集中在延缓和减少外挤载荷对套管的作用,改善套管的受力状况,而忽略了这些载荷对水泥环完整性(有效密封性)的影响。从维护水泥环本身的完整性出发,根据套管-水泥环系统受力情况建立平面力学分析模型,以弹性力学厚壁筒理论为基础,建立了水泥环破坏的判定依据,分析了套管内压和水泥环的弹性模量对水泥环完整性的影响。结果表明,提高水泥石的抗拉强度和降低水泥石的弹性模量,均可在保持水泥环完整性的情况下,大幅提高水泥环在套管试压过程中的承压能力。

防止热采井套管热破坏的预膨胀固井技术

热力采油是开采稠油的最广泛、效益较高的方法.实践表明,注蒸汽稠油井如果用常规方法固井,那么在通常的注汽温度下,套管都因热应力而产生屈服变形.文中提出了防止热采井套管热破坏的预膨胀固井技术,即在注水泥结束但没有凝固时,将油层套管预热和向油层套管施加内压强,使套管膨胀;水泥在套管膨胀的条件下凝固.计算表明,采用预膨胀固井技术后,热采井在整个生产周期内,套管不但不屈服,而且还有较大的安全系数.室内实验证明,注汽后,采用预膨胀固井的套管的塑性变形量远小于常规固井的套管的塑性变形量.此项技术可能成为延长热采井套管使用寿命的重要手段.

固井质量对套管柱强度安全的影响

为了深入了解固井质量对套管柱强度安全的影响,考虑固井质量较差井段环空内水泥浆在温度、压力变化时由于膨胀或压缩对套管柱产生的附加载荷,建立了固井质量影响套管柱强度安全的数学模型。实例计算表明,固井质量较差井段的套管柱所受载荷发生了明显变化。因此,在对固井后的套管柱进行强度安全分析和力学计算时,应考虑固井质量的影响。

高温高压深井套管磨损预测与剩余强度校核研究

油气井套管磨损问题是影响油气田正常安全生产和油气田公司经济效益的重要因素之一,预防套管磨损的关键点在于清楚套管磨损机理,准确预测全井段套管磨损量分布,从而提出减轻或预防套管磨损的措施。文章首先开展了不同转速、磨损时间和接触力下的磨损失重量、磨损深度、磨损体积等磨损试验,得出了磨损试验规律:套管磨损量与转速、磨损时间和接触力分别呈线性关系。在此基础上建立了基于实际井眼轨迹的全井段套管磨损预测数学模型及剩余强度评价模型;最后结合油田实际案例对套管磨损后的剩余强度和应力进行了评价与分析,为高温高压深井套管磨损模型的建立和套管磨损后剩余强度评价提供了依据和参考。

射孔对水泥环与套管性能影响的分析计算

在建立水泥环．套管射孔数学模型和有限元分析模型后，计算分析了射孔对水泥环‘套管性能的影响，得出如下结论：（1）射孔是造成套管损坏的主要原因，无水泥环固结，完好套管产生的应力是射孔套管的％；（2）射孔套管壁厚和水泥环固结状态对射孔套管性能影响较大，壁厚12．395mm射孔套管是壁厚7．720mm射孔套管抗挤强度的1．5倍以上，水泥环与套管固结良好且上下固定，可以提高套管抗挤强度；（3）生产中保持内压和外载相近，可以明显减小射孔套管应力；（4）增大水泥环弹性模量，保持水泥环弹性模量在30～35GPa之间，可以提高射孔水泥环．套管抗挤强度。

优秀竞技健美操运动员力量素质和柔韧素质指标

通过对参加“1998年第 4届世界健美操锦标赛”的男女运动员力量素质和柔韧素质指标的测试 ,对运动员力量素质和柔韧素质的现状与特点进行分析与比较 ,拟建立优秀竞技健美操运动员的力量素质和柔韧素质优化模型 。

利用数学建模提高大学生的创新能力和综合素质

文章探讨了数学建模活动如何强化大学生的创新意识、创新能力和综合素质,立足长安大学的实际情况,提出了一些建设性的做法,并结合长安大学近几年数学建模的进展,阐述开展这一活动对强化学生创新能力、综合素质的影响,指出开展数学建模活动,把数学建模融入大学数学基础教学,是提高大学生创造力和综合素质的一条重要途径。

小集油田注水开发对套管强度的影响

小集油田是由多断块组成的复杂鼻状构造,于1982年正式投入开发,在采出油气的同时,注水保持地层能量是开发的主要形式,但由于长期注水开发,且是采取污水加清水回注的方式,使套管长期处于内外浸泡之中,降低了套管强度,影响了套管使用寿命。文中通过对小集油田注水造成泥岩水化及套管腐蚀的分析,研究了长期注水对套管强度的影响幅度,为今后小集油田的注水管理及套管防腐等提供理论依据。其中,泥岩水化对小集油田套管影响最为严重,即使水泥环完整,且钢级为P110、壁厚为9.17mm的套管,当地层强度下降超过20%后,套管屈服损坏;水泥环不完整时,钢级为P110、壁厚为10.54mm的套管,当地层强度下降超过10%后,套管亦发生屈服损坏。通过对腐蚀后的P110级套管强度进行测试,发现测量的实际套管管体屈服强度只有24MPa,是P110级套管强度的45.6%,是N80级套管强度的54.3%,是J55级套管强度的69.6%。

三层组合套管强度分析与计算

我国大部分油田套管损坏的原因主要是岩盐层、膏岩层、泥岩层等由于蠕变产生的塑性流动而挤坏套管的。这些地层产生较大的非均匀载荷,目前主要是采用双层组合套管的设计思想来提高套管的强度,虽然取得了一定的效果,但是对于蠕变率很高、局部异常高压地层或稠油油井,采用双层组合套管仍不能保证套管安全。本文采用3层组合套管来进一步提高套管强度,以满足特殊岩层套管强度的需求。

孤东油田高压调整井固井技术

通过对孤东油田的固井技术研究 ,总结了高压调整井的固井技术措施 ,解决了高压调整井固井的技术难题。研究与应用结果表明 ,套管外封隔器可有效地防止注水泥过程中及封固后油气上窜或层间窜扰 ;早强水泥浆体系可有效地提高水泥石的早期强度 ;管外封隔器和早强水泥浆体系配合使用能够明显提高高压调整井的固井质量 。

振动注水对套管、水泥环及地层影响的计算研究

为了评价振动注水对套管、水泥环及地层的影响,基于所给出的套管及水泥环在地层状态的简化力学模型和弹性力学理论,给出了套管、水泥环、地层的轴对称应力分布公式。根据套管内壁面、套管与水泥环接触壁面、水泥环与地层接触壁面存在的应力关系,推导出弹性体相接触时的应力数学模型,并对该数学模型进行求解。依据材料力学理论和振动注水的注入压力随时间变化的简化曲线进行了工况分析,选取适当参数计算出不同内压作用下套管、水泥环、地层岩石中最大应力,得出了在交变注水压力作用下套管、水泥环、地层岩石中的最大应力随注水压力变化的关系曲线。最后得出结论——振动注水所产生的脉动压力不会对套管、水泥环及地层造成损坏。

案例教学是培养学生数学素质的好方法

论述了数学建模课中案例教学法在学生数学素质培养中的独到之处 ,并结合实际教学实践 ,讨论了基于素质教育的要求下的数学建模案例的选择和教学组织 .

外加厚套管固井质量评价技术

对外加厚套管模拟井进行声幅/变密度、SBT测井实验和测井资料分析,归纳出声幅/变密度测井响应规律,同时对11口外加厚套管井进行试验和分析,总结出利用声幅/变密度综合评价外加厚套管固井质量的解释标准。利用全波分析技术等研究结果,编制了一套外加厚套管固井质量处理评价软件,最后利用该软件处理了17口外加厚套管井声幅/变密度测井资料,以其中1口为例进行了详细的分析,从而进一步验证了外加厚套管固井质量解释标准的可靠性及处理评价软件的合理性。

水泥石结构强度数学模型

波特兰水泥石的结构是一个多相、多组分、多孔结构体系，且其结构随水化硬化的时间、空间和环境而演变。本文从热力学和统计热力学的经典理论出发，探讨波特兰水泥石结构强度的数学模型，提出水泥石结构形变方程的数学模型为：。水泥石的弹性强度数学模型为：，与实验结果相比，误差约－４．５％。