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《中国地质大学(北京)》 2009年
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热采井筒多场耦合有限元分析

郭建平  
【摘要】: 我国稠油资源分布广泛,在稠油热力开采过程中,套管大量损坏造成国家每年不得不投入大量资金用于打新井和修复套管损坏井,热采井套管损坏防治技术一直是制约国内陆上稠油油藏开发的技术难题之一。在热采环境下,影响套损的因素更加复杂,研究热采环境下的套损机理并提出合理而有效的防损措施对于减少损失、提高稠油开采经济效益意义重大。 目前对单场作用下的套损机理研究已经比较成熟,石油领域对多场耦合的研究也已经有了一定的进展,但是还没有人真正提出合适的根据多场协同耦合作用研究套管损坏的方法。 本文基于ANSYS有限元分析软件,以管柱力学、岩石力学、传热学、数值分析和有限元等理论为指导,通过建模和求解,提出了井筒附近多场耦合下的热有限元分析方法,对热采井筒周围多场协同作用规律进行了有益的探索,取得了如下主要成果: (1)在建立模型时对一些复杂的套损影响因素进行简化处理,重点突出研究协同作用效应的目的,建立了井筒周围地应力作用模型、井筒隔热传热模型及由套管、水泥环和地层组成的井筒周围多场耦合协同作用的套损模型。 (2)以研究协同效应为目标进行多场的序惯耦合分析,研究了多场耦合模型的求解问题,主要用APDL工具进行了二次程序开发,提高了计算效率。 (3)对套管和油管之间的环空仅在温度场模型中考虑其传热性,在力学处理上把其舍去减少了一个非常复杂的非线性力学问题,而且没有影响蒸汽温度边界对套管应力的影响。 (4)以具体的算例进行了计算,分析了各种因素对套损的影响,根据计算结果,对套管设计和防护提出了有价值的建议。
【学位授予单位】:中国地质大学(北京)
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:TE357

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【引证文献】
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【参考文献】
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【共引文献】
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10 李德聪;陈力;丁雁生;林英松;;低渗透油田“层内爆炸”增产技术研究进展[A];第八届全国爆炸力学学术会议论文集[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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【同被引文献】
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中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 王凯英;川滇地区现今应力场与断层相互作用研究[D];中国地震局地质研究所;2003年
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1 冯少波;注蒸汽井温度场分布和套管热应力分析[D];西南石油学院;2002年
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【二级引证文献】
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【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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10 王廷瑞,王新卯;五口热采井套管损坏原因分析[J];石油钻探技术;1995年01期
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10 刘少源;高速公路汽车与护栏碰撞的动力特性研究[D];清华大学;1994年
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1 张琴;热采油井套损机理及防治措施研究[D];重庆大学;2008年
2 张孝;热采井套管损坏数学模型的建立和分析[D];西安石油大学;2012年
3 张丁涌;史深100区块地应力及整体压裂研究与应用[D];西南石油学院;2004年
4 赵景辉;地应力有限元分析与局部套损机理研究[D];大庆石油学院;2007年
5 纪振华;射孔孔眼对套管损害机理的研究[D];吉林大学;2008年
6 高亮;稠油热采井套管应力分析[D];中国石油大学;2009年
7 张洪坤;地层和水泥环联合作用下套管柱外载荷计算及强度分析[D];中国石油大学;2011年
8 郝卓吾;稠油热采井大修技术研究与应用[D];大庆石油学院;2009年
9 秦杜;中原油田套管损坏的机理及防治技术研究[D];长江大学;2012年
10 叶延胜;热采井外加厚套管受力分析[D];中国石油大学;2007年
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