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《哈尔滨工程大学》 2003年
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套损井修复过程中修复力的确定及水泥环损伤机理研究

姜民政  
【摘要】: 套管损坏已经成为石油工程关注的热点问题之一,逐年上升的套损速度严重影响了油田的生产。为避免钻更新井的高投入,工程上一股采用修复方法使套损井重新恢复生产,因此,套损井的修复也已成为油田工程的重要任务之一。为避免由于修复工艺过程而造成的修复井窜槽、套管损伤等现象发生,保证套损修复井能正常、长期工作,开展套损井修复过程中修复力的确定和水泥环损伤机理的研究,对提高修井质量和提高套损井修复后再使用寿命具有重要的理论意义和工程意义。 套损井修复过程中的修复力的确定及水泥环损伤是一个涉及弹塑性力学、地质力学、材料力学和材料强度理论等多门学科和领域的复杂问题。现场的测试资料及统计数据表明,修复后的部分套损井在较短时间内又出现了再损坏问题,究其原因,一是水泥环的长段损坏,二是套管的过度损伤所至。套损井修复过程是套管发生塑性变形且重新复位的过程,在套损部位及其附近的套管发生了复杂的弹性和塑性变形,为减小修井工具对套管及水泥环的损伤,工程实际迫切需要从理论上指导修井的工艺过程。围绕这一问题,针对油田常用的碾压整形工艺过程,本文开展了以下几方面的工作: 1.通过分析调研,认识到套损井修复过程与套管的损坏形式有密切关系,因此全面分析了套管的损坏形式、检测技术及其对修井工艺过程的影响。 2.根据碾压整形工艺特点,利用Hertz弹性接触理论求解套管的接触应力,并提出了确定最小钻压的基本理论。 3.依据塑性极限分析方法的滑移线场理论,构造套损区和非套损区的应力场,计算各处应力大小及水泥环损伤长度。 4.建立以套管为纤维,以水泥环和地层为复合材料基体的纤维一基体模型,分析水泥环损伤机理,为提高修井质量提供理论指导。 5.合理钻压、合理结构的整形工具对减小套损井修复过程的再损伤非常重要,而提高水泥浆的性能是减小水泥环损伤的关键技术措施。 由于套损井修复后的再损坏会造成巨大的经济损失,因此,本论文的研究为提高修井质量,提高修复井利用率提供了重要的理论依据。
【学位授予单位】:哈尔滨工程大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2003
【分类号】:TE358

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