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吉林油田套管损坏力学分析及计算

王臣  
【摘要】:套管井的损坏是一个复杂过程,从钻井到开发,以及石油开采过程中的全部工艺措施都对套管损坏产生影响;套管的损坏涉及到了岩石力学、渗流力学、管柱力学等学科,以及各学科间的交叉;这些都决定了套管损坏因素和机理的多样性和复杂性。近年来,国内外学者对套管井损坏进行的研究,在套损机理上取得了一定的认识,但目前还没有有效的方法来预防和减缓套管井的损坏,在套管受力计算上还没有提出具体的、有针对性的计算方法。 吉林油田属于典型的低渗透裂缝型油藏,具有油层连续性差、渗流阻力大等特点,至1973 年注水开发以来,由于特殊复杂的地质条件和长期的注水开发,套管损坏现象相当严重,本文对吉林油田套管损坏最严重的扶余和新立两个区块的613 口井与套损相关因素和资料进行了详尽的统计分析,初步掌握了吉林油田套管损坏的主要特点:套损层位主要在泥岩层;注水是引起套管损坏的主要因素,注水压力是套管损坏直接动力;地层倾角起到了加速套管损坏的作用。 为了更好的完成套管损坏的受力计算研究,本文建立了地应力计算模型,在模型参数计算方面,应用反演算法推导出破裂压力与地应力之间关系,根据现场压裂数据确定出构造应力系数;结合室内岩石参数的静态实验数据和长源距测井数据,确定出全井深各地层岩石力学参数。 将四维三场紧密的联系在一起,建立套管损坏地层流固耦合有限元计算模型。应用组合网格方法较好地解决了地质结构比较复杂的油藏模拟计算问题;利用FEPG 有限元辅助软件,对新立典型区块进行了模拟计算,计算结果验证了吉林油田套管损坏的主要特点和趋势。


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