收藏本站
《大庆石油学院》 2006年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

套损井修复压裂过程力学分析及其应用

何秀清  
【摘要】: 在世界范围内,随着油田的不断开采,套损现象日趋严重,直接影响着油田的原油生产。国内外经过十几年的研究,在套损井的治理方面,已经形成了一系列套损井修复工艺和检测技术,但套损井修复后的再生产周期并不能达到预期的效果,特别是经过机械整形后套管,还没有进行压裂改造方面的理论研究和工程先例。为此,本文在全面分析套损井现状、套损原因和机理、套损类型、套损井检测技术的基础上,着重研究了套损井修复压裂过程中套管、水泥环和地层的力学特性,为套损井修复压裂设计和现场实验提供了理论依据,最终建立了一套适合于大庆油田套损井修压联作工艺,突破了套损井修复后不能实施压裂的技术禁区。本文从以下5个方面开展了研究: 第一,针对套损前套管与水泥环的工作状态,建立了套管水泥环应力应变模型,确立了套管和水泥环破坏准则,推导了套管在轴向拉伸和外挤双轴应力下的极限外压计算公式,为套管强度和水泥环破坏评价提供了计算方法。 第二,针对套变后的井下工作状态,根据有限元理论,应用功能强大的ABAQUS工程模拟软件,研究了套变后水泥环及地层的破坏范围,当套管错断时水泥环在套变处大约上下1.0m范围内完全破坏,而地层滑移变形时水泥环在套变处大约上下0.5~0.8m范围内完全破坏,水泥环周围大约1.0m~1.5m的岩层也将出现破坏。 第三,针对碾压整形过程中工作状态,建立了碾压整形的力学模型,提出了最小钻压的概念,并推导了计算公式;根据应变协调条件建立了第一胶结面、第二胶结面的损伤破坏判据;根据水泥材料的损伤力学理论,计算了第一胶结面和第二胶结面损伤破坏后的残余承载力;通过算例验证了理论方法的正确性。 第四,针对冲击整形工作状态,根据冲击动力学和应力波传播理论,建立了冲击整形系统力学模型,推导了应力波在套管、水泥环及地层中传播的衰减系数,较为准确地描述了水泥环中的应力分布;通过应力波在套管与水泥环胶结面上的折反射定律,结合损伤理论,建立了水泥环的损伤判据,推导了冲击力作用下套管的塑性变形计算公式;5口井的计算结果和实测结果平均相对误差为2.45%,验证了冲击整形力学模型的正确性。 第五,建立了套损点到压裂层的受力分析的有限元模型,在不采取保护工艺措施的情况下,保证层间不窜的理论最小套损点到压裂层距离为3.5m,为成功实施压裂和防止二次套变提供了理论依据。 上述研究成果通过7口井的小规模实验后,又进行了55口井现场试验,通过压前与压后井径对比测试、冲胀整形前后水泥胶结对比测试、压裂前后水泥胶结对比测试,表明了研究成果的正确性和实用性,同时也取得了6461万元的经济效益和良好的社会效益,具有广泛的推广和应用前景。
【学位授予单位】:大庆石油学院
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:TE358

手机知网App
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 于红军;纯化油田套损原因分析及防治对策[J];内蒙古石油化工;2005年08期
2 周金应;李治平;张世浩;王树平;;固井质量对套管柱强度安全的影响[J];石油钻探技术;2007年02期
3 李孝生;注蒸汽对套管强度的影响[J];石油机械;1992年04期
4 刘绘新,严仁俊,王子平;非均布载荷下套管强度问题研究[J];钻采工艺;2001年04期
5 张阔;;石油套管的应力与变形分析[J];科技致富向导;2009年02期
6 方坤礼;蒋晓英;;油井压力套管强度有限元仿真分析[J];机电工程技术;2009年05期
7 杨平阁,付玉红;辽河油田热采井套损机理分析与治理措施[J];石油钻采工艺;2003年S1期
8 王彦兴;兰中孝;张晓君;;套损井压裂管柱的研制[J];石油矿场机械;2006年06期
9 梁俊恒;刘佳娜;李友军;;套损井防砂工艺技术[J];科技资讯;2010年13期
10 王旱祥,颜廷杰,李增亮;射孔对套管强度的影响[J];石油机械;2000年05期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 孔庆征;;大庆油田某区成片套损机制的初步分析[A];第四届全国构造物理、第二届全国高温高压联合学术讨论会论文摘要[C];1989年
2 刘合;金岩松;任志刚;;套损井最佳修井时机和修井策略研究[A];中国运筹学会第六届学术交流会论文集(上卷)[C];2000年
3 张益;李相方;石磊;贺会群;;燃气动力重塑座封段工艺在长庆油田采油三厂的应用[A];第九届全国渗流力学学术讨论会论文集(二)[C];2007年
4 杨斌;练章华;徐坤吉;代小华;;射孔套管抗挤强度影响因素有限元分析[A];2005年石油装备技术发展学术交流年会论文集[C];2005年
5 钟兴福;吴应湘;李东晖;李强;周柳燕;张运斋;;套管井工程检测技术及其应用[A];2005年度海洋工程学术会议论文集[C];2005年
6 肖俊恒;侯文英;赵汝康;许良善;李伟;郄录朝;;提速道岔轨下基础优化结构的研究[A];铁道科学技术新进展——铁道科学研究院五十五周年论文集[C];2005年
7 熊应兴;袁秋长;;套管破损井补贴加固新技术[A];安全高效煤矿地质保障技术及应用——中国地质学会、中国煤炭学会煤田地质专业委员会、中国煤炭工业劳动保护科学技术学会水害防治专业委员会学术年会文集[C];2007年
8 丁宏宇;沈志辉;林伟军;;用于井下前视声波成像的接收电路设计[A];2008年全国声学学术会议论文集[C];2008年
9 扶咏梅;;多参数测试仪在套管井找漏中的应用[A];江汉油田难采储量开发技术研讨会论文集(二)[C];2007年
10 李振纲;李晓庆;魏志高;;孤东油田提高采收率配套工艺技术[A];胜利油田北部油区特高含水期提高采收率技术研讨会论文汇编[C];2005年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 记者 赵士振 通讯员 傅深洋;套损井治理破解稳产难题[N];中国石化报;2011年
2 沙文洁 曹甡 王利国;新工艺封治套损井[N];中国石化报;2011年
3 通讯员 朱立英;采油七厂分区块个性化治理套损井[N];大庆日报;2008年
4 雷茜;套损井修复成功率100%[N];中国石化报;2009年
5 周宏 张军;修复套损井小套管管柱获国家实用新型专利[N];中国石化报;2009年
6 记者王巧然;中国石油将大规模为套损井“疗伤”[N];中国石油报;2010年
7 通讯员 钟林荣;大庆采四全方位治理套损井[N];中国石油报;2002年
8 王全仁;侧钻工艺使套损井焕发生机[N];中国矿业报;2003年
9 记者 王志田 通讯员 钟林荣;大庆突破套损井分层压裂禁区实现创效7000余万元[N];中国石油报;2005年
10 周宏;对症下药消除套管损井[N];中国石化报;2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 何秀清;套损井修复压裂过程力学分析及其应用[D];大庆石油学院;2006年
2 姜民政;套损井修复过程中修复力的确定及水泥环损伤机理研究[D];哈尔滨工程大学;2003年
3 覃成锦;油气井套管柱载荷分析及优化设计研究[D];清华大学;2000年
4 于洪金;套管损坏的力学计算与判定[D];大庆石油学院;2008年
5 王德喜;水力喷砂割缝射孔工艺参数优化研究[D];中国地质大学(北京);2007年
6 阙源;套损井综合治理保障大庆油田可持续发展研究[D];中国地质大学(北京);2009年
7 高进伟;复杂井况下套管的可靠性与风险评估研究[D];中国石油大学;2007年
8 王志刚;基于优化方法的地应力与套管承载规律研究[D];中国石油大学;2009年
9 贾江鸿;油田开发过程中套管损坏预报方法及应用研究[D];中国石油大学;2009年
10 周宗强;长庆油田油水井套管腐蚀机理及防腐工艺技术研究[D];西南石油大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 胡高群;套管强度概率分布计算方法研究[D];中国石油大学;2010年
2 姜道民;套损井变形受力及整形工具结构的优化研究[D];大庆石油学院;2004年
3 邹云;高温高压深井射孔段套管强度安全性分析[D];西安石油大学;2012年
4 王素玲;套损井修复中水泥环的损伤研究[D];大庆石油学院;2002年
5 韩辉;套损井侧斜修井技术研究[D];大庆石油学院;2003年
6 张玉荣;油水井套管损坏机理及修复力学问题研究[D];大庆石油大学;2006年
7 刘绍轩;萨南开发区套管损坏机理研究[D];大庆石油学院;2009年
8 林亮;大庆油田套损井裸眼侧钻修井技术[D];大庆石油学院;2005年
9 宋军官;套管柱设计新方法及其软件编制[D];大庆石油学院;2003年
10 陈晓军;偏心胀管器有限元分析及结构优化[D];大庆石油学院;2005年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026