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含水泥环的变形套管修复过程实验 被引量:5
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作者 邓宽海 刘婉颖 +3 位作者 孙永兴 曾德智 林盺盺 林元华 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第10期73-78,共6页
油气田现场经常凭经验确定旋压整形器修复变形套管所需的修复力和扭矩,而不合理的整形力或扭矩容易造成变形套管和周围水泥环的二次损伤及卡钻事故。为此,在YAW-200压力试验机上分别制作了无水泥环(水泥环完全损伤)、水泥环部分损伤和... 油气田现场经常凭经验确定旋压整形器修复变形套管所需的修复力和扭矩,而不合理的整形力或扭矩容易造成变形套管和周围水泥环的二次损伤及卡钻事故。为此,在YAW-200压力试验机上分别制作了无水泥环(水泥环完全损伤)、水泥环部分损伤和水泥环未损伤等3种类型的P110SS变形套管,并采用?126 mm和?133 mm的2种旋压整形器对3种变形套管进行整形测试,得到了变形套管整形所需的整形力和修复扭矩、变形套管回弹量的测试数据。实验结果表明:(1)修复过程中整形力与扭矩整形时间的关系密切——弹性变形阶段,随修复时间增加环向应变呈线性增加,整形力和扭矩早期呈缓慢增加后期保持不变,塑性变形阶段套管开始屈服,随修复时间增加环向应变呈非线性增加,整形力和扭矩急剧降低,直到整形工具通过变形套管,直到整形力和扭矩降低到最低为止;(2)修复后的回弹量不可避免且较大(2.90~3.04 mm),表明水泥环的损伤程度对变形套管的修复具有较大影响;(3)水泥环未损伤的变形套管修复所需机械载荷大于水泥环部分损伤变形套管所需机械载荷,带水泥环变形套管修复所需机械载荷大于无水泥环变形套管所需的机械载荷。 展开更多
关键词 含水泥环的变形套管 修复过程 旋压整形器 整形测试 整形力 扭矩整形时间 回弹量 机械载荷
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爆炸技术在修复变形套管中的应用 被引量:2
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作者 吴晋军 刘长松 +1 位作者 耿新中 王开峰 《西安石油学院学报(自然科学版)》 2001年第5期19-21,共3页
为解决套管缩径、弯曲、错断变形直接影响油井生产的问题 ,采用爆炸技术修复变形套管 .该技术是利用炸药爆炸产生的高压冲击波胀开变形套管 ,打开通道 ,达到修复的目的 .文中根据现场应用情况 ,对该技术的基本原理 ,装药结构 ,施工工艺... 为解决套管缩径、弯曲、错断变形直接影响油井生产的问题 ,采用爆炸技术修复变形套管 .该技术是利用炸药爆炸产生的高压冲击波胀开变形套管 ,打开通道 ,达到修复的目的 .文中根据现场应用情况 ,对该技术的基本原理 ,装药结构 ,施工工艺等 ,进行了分析研究和经验总结 ,并提出一些建议 .经现场应用证明 ,该技术结构简单 ,使用安全 ,成本低廉 。 展开更多
关键词 爆炸技术 套管变形 修复 油井 装药 结构设计
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石油井变形套管爆炸修复技术
3
作者 李森茂 《爆破》 CSCD 2001年第3期86-88,共3页
结合大量的地面试验数据和现场应用数据 ,从机理研究、装药设计、弹体结构、选井条件和应用效果等方面对爆炸修套技术进行了全面论述 。
关键词 爆炸修复 变形套管 油井施工 石油井 油田 油水井 爆炸修复技术
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页岩油水平井压裂后变形套管液压整形技术 被引量:5
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作者 张宏峰 《石油钻探技术》 CAS CSCD 北大核心 2023年第5期173-178,共6页
页岩油藏需要大规模体积压裂后才能获得工业油流,但大液量、大排量的体积压裂易导致套管变形、缩径,套变段以下井段无法下入压裂工具和投产工具,而常规液压整形技术存在修复能力差、滚珠易落井和有效期短等不足,难以满足工艺要求。为解... 页岩油藏需要大规模体积压裂后才能获得工业油流,但大液量、大排量的体积压裂易导致套管变形、缩径,套变段以下井段无法下入压裂工具和投产工具,而常规液压整形技术存在修复能力差、滚珠易落井和有效期短等不足,难以满足工艺要求。为解决该问题,设计加工了扩张式胀管器等系列液压胀套工具,经过室内试验,完善了胀套工艺,形成了页岩油水平井压裂后变形套管液压整形技术。沧东凹陷页岩油水平井现场试验表明,该技术有效期长,可以解决页岩油开发中的套管变形问题,满足投产时连续管钻除多级压裂桥塞(扫塞)恢复底层井段能量的需要。 展开更多
关键词 页岩油 套管变形 套管整形 液压胀套 体积压裂 水平井 沧东凹陷
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爆炸法修复变形套管的药量计算
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作者 杨荣 《石油钻探技术》 CAS 北大核心 1998年第2期48-49,共2页
针对油田生产中大量油井套管变形的特点,提出用爆炸胀形法修复变形套管的基本思路,给出了该方法的物理模型和炸药用量的计算公式,并用大庆油田的一个工程实例井资料验证了公式的正确性。
关键词 爆炸法 套管变形 修复 药量计算 油井
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套管全尺寸剪切变形与损伤检测试验研究 被引量:2
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作者 孙京 张来斌 +2 位作者 樊建春 杨紫微 张智通 《石油机械》 北大核心 2025年第4期123-131,共9页
为研究在剪切载荷作用下套管的变形与损伤行为,通过搭建全尺寸套管剪切加载试验系统,对全尺寸套管进行剪切加载与变形损伤试验,采集其在剪切变形与破坏过程中的加载载荷与变形量,利用自主设计的套管损伤磁记忆内检测装置采集套管试样的... 为研究在剪切载荷作用下套管的变形与损伤行为,通过搭建全尺寸套管剪切加载试验系统,对全尺寸套管进行剪切加载与变形损伤试验,采集其在剪切变形与破坏过程中的加载载荷与变形量,利用自主设计的套管损伤磁记忆内检测装置采集套管试样的表面磁场分布信号,评估套管的损伤状态,并建立了套管剪切变形有限元模型,分析套管试样在剪切加载过程的应力-应变分布与局部塑性变形和壁厚减薄情况。试验结果表明,在剪切载荷加载处套管试样有明显的塑性变形且壁厚减薄并产生穿透型裂纹区域,产生破坏时最大剪切载荷为1264 kN,其变形量为50.7 mm,产生的裂纹最大宽度为0.18 mm;有限元模型结果表明,加载区域套管的塑性变形与壁厚减薄是产生穿透型裂纹的主要原因,试样的塑性区域与变形量的实际加载变形情况一致;通过提取采集的磁记忆检测信号的特征参数并绘制梯度云图,可以直观有效地检测套管的变形与损伤情况。研究结果可为磁记忆检测技术应用于套管损伤检测提供技术支撑。 展开更多
关键词 全尺寸试验 磁记忆检测 剪切载荷 套管变形与损伤 有限元分析
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随机森林算法在水力压裂套管变形预测中的应用
7
作者 林鹤 杜金玲 +5 位作者 徐刚 容娇君 梁雪莉 衡峰 郭俊宁 马梦茜 《岩性油气藏》 北大核心 2025年第3期185-193,共9页
以吉木萨尔凹陷二叠系芦草沟组12口套管变形水平井为研究对象,基于三维地震属性数据,分析地质因素诱发的套管变形位置与天然裂缝发育位置及储层岩性和力学特性的非均质变化边界之间的对应关系,并对随机森林算法在水力压裂套管变形预测... 以吉木萨尔凹陷二叠系芦草沟组12口套管变形水平井为研究对象,基于三维地震属性数据,分析地质因素诱发的套管变形位置与天然裂缝发育位置及储层岩性和力学特性的非均质变化边界之间的对应关系,并对随机森林算法在水力压裂套管变形预测中的应用进行了详细研究。研究结果表明:①套管变形位置出现在天然裂缝带发育位置和储层非均质性变化的边界位置,且二者之间表现为非线性相关关系;②采用网格搜索和5折交叉验证的方式优选随机森林套管变形风险预测模型中决策树的数量和节点分裂的特征值个数,综合考虑计算精度和效率,选定节点分裂的特征值个数为2,决策树个数为100。③随机森林算法在吉木萨尔凹陷二叠系芦草沟组致密油储层水力压裂套管变形井段位置的预测精度可达87.85%,模型输出的套管变形风险预测结果可为压裂设计优化和施工参数的调整提供指导。 展开更多
关键词 机器学习 随机森林算法 水力压裂 套管变形 芦草沟组 二叠系 吉木萨尔凹陷
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页岩气井地质工程套管变形类型及影响因素研究进展 被引量:4
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作者 闫建平 来思俣 +5 位作者 郭伟 石学文 廖茂杰 唐洪明 胡钦红 黄毅 《岩性油气藏》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期1-14,共14页
通过调研国内外大量页岩气井套管变形方面的文献,总结了页岩气井套管变形的类型,探讨了深、浅层页岩气套管变形影响因素差异及面临的问题,并提出了针对性的防治措施及下一步主要研究方向。研究结果表明:(1)页岩气井套管变形类型主要包... 通过调研国内外大量页岩气井套管变形方面的文献,总结了页岩气井套管变形的类型,探讨了深、浅层页岩气套管变形影响因素差异及面临的问题,并提出了针对性的防治措施及下一步主要研究方向。研究结果表明:(1)页岩气井套管变形类型主要包括挤压缩径变形和剪切变形,深层页岩气井出现套管变形的概率较中浅层更大,主要为剪切变形。(2)造成套管变形的工程因素包括井筒降温、固井质量、套管疲劳、套管质量以及井眼狗腿度等,地质因素包括岩石力学特性、非均匀地应力以及天然裂缝/断层滑移等;深层页岩气井套管变形主要受天然裂缝/断层滑移的影响。(3)页岩气井套管变形风险防治措施包括控制井筒温度及注入强度,采用水泥环力学性能参数较低的水泥进行固井作业,适当减小套管外径、增大壁厚、提升钢级等提高套管质量,以及尽量让井轨迹平滑等;对深层页岩气井可通过将井眼水平段延伸方向与岩层层理方向设计为一致,掌握裂缝分布情况、尽量避开高风险剪切滑移层段,对不同级别滑移风险层段合理降低压裂规模、调整井筒方位等措施来降低套管剪切变形的风险。(4)页岩气井套管变形防治研究方向主要包括优选岩石力学特性好的压裂层段、最优井轨迹与地应力的关系分析、裂缝识别与评价、断层滑移量与套变量计算等方面。 展开更多
关键词 页岩气 套管变形 剪切变形 水力压裂 天然裂缝 断层滑移 水平井 固井作业 地应力
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深层页岩水力压裂对套管变形的影响 被引量:5
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作者 何歆如 朱海燕 +4 位作者 王向阳 赵鹏 唐煊赫 王亚娟 王亮亮 《断块油气田》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期726-733,共8页
为了深入研究四川盆地深层页岩气储层水力压裂过程中影响套管变形的主要因素和套管失效机理,文中基于地质工程一体化思想,建立了深层页岩水力压裂过程中的地层-水泥环-套管耦合作用下的三维有限元数值模型以及诱发断层或天然裂缝滑移的... 为了深入研究四川盆地深层页岩气储层水力压裂过程中影响套管变形的主要因素和套管失效机理,文中基于地质工程一体化思想,建立了深层页岩水力压裂过程中的地层-水泥环-套管耦合作用下的三维有限元数值模型以及诱发断层或天然裂缝滑移的模型。以泸203井为例,系统分析了该井水力压裂缝扩展过程中的地应力演化过程,明确了压裂过程多因素影响下的断层/天然裂缝滑移为深层页岩套变主控因素。研究结果表明:1)水力压裂过程中,三向地应力发生变化,直接影响水力裂缝扩展规律和展布特征;2)固井质量的缺陷对于套损的影响较为微弱,水力压裂引起的断层/天然裂缝滑移是引起套损的主要原因;3)压裂初期断层/天然裂缝存在快速滑移现象,当断层内流体压力足以克服垂向应力时,断层面上的剪应力完全释放,滑移停止。研究成果可为深层页岩气储层通过水力压裂高效开发提供参考。 展开更多
关键词 深层页岩气 水力压裂 地应力演化 数值模拟 套管变形
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热采水平井出砂段套管变形及屈曲风险分析
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作者 肖遥 李进 +2 位作者 徐涛 袁伟伟 张启龙 《石油机械》 北大核心 2024年第1期130-137,共8页
针对储层出砂对热采井套管变形及稳定性影响的问题,开展了高温蒸汽对稠油储层岩石性质的影响试验;结合传热及热-固耦合理论,建立二维套管-水泥环-地层和三维套管屈曲模型,分析了注热过程中储层出砂对套管变形及屈曲的作用机理,并对比了... 针对储层出砂对热采井套管变形及稳定性影响的问题,开展了高温蒸汽对稠油储层岩石性质的影响试验;结合传热及热-固耦合理论,建立二维套管-水泥环-地层和三维套管屈曲模型,分析了注热过程中储层出砂对套管变形及屈曲的作用机理,并对比了不同出砂程度对套管变形和屈曲的影响规律。分析结果表明:储层出砂时,套管同时受热应力及周向非均匀地应力作用而产生内壁屈服,随着出砂区域增大,塑性变形逐渐增大;当出砂加剧导致地层亏空时,出砂段套管受储层岩石支撑作用减弱,注热形成的轴向热应力存在导致套管屈曲的风险;注入蒸汽温度为350℃条件下,地层亏空段小于3 m时套管没有屈曲风险;地层亏空段为4 m时,注热过程中套管轴向力达到临界屈曲载荷4 876.9 kN,对应临界屈曲温度为304.9℃,存在屈曲风险,且随着地层亏空段长度的增加,出砂段套管发生屈曲的临界载荷和对应温度均明显降低,屈曲风险加剧。研究结果可为热采井防砂设计及套管选型提供理论指导。 展开更多
关键词 热采水平井 出砂 套管变形 屈曲 有限元
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套管径向变形可修复界限研究 被引量:6
11
作者 翟晓鹏 楼一珊 +2 位作者 周建良 王木乐 陈灿 《石油钻探技术》 CAS 北大核心 2012年第1期28-31,共4页
由于缩径变形套管的最小可修复内径没有明确值,导致采用胀管器整形时容易造成套管二次伤害。在分析胀管器冲击整形作用机理的基础上,根据缩径变形套管的整形工艺,利用ANSYS/LS-DYNA动力有限元程序编制了确定缩径变形套管可修复最小内径... 由于缩径变形套管的最小可修复内径没有明确值,导致采用胀管器整形时容易造成套管二次伤害。在分析胀管器冲击整形作用机理的基础上,根据缩径变形套管的整形工艺,利用ANSYS/LS-DYNA动力有限元程序编制了确定缩径变形套管可修复最小内径的计算程序。以钢级P110、139.7mm不同壁厚套管为例,计算了不同缩径量下的最小修复内径,并根据计算结果绘制了缩径套管内径与胀管器规格对应图版。对计算结果进行了评价分析,结果表明,采用高效胀管器修复缩径套管时,最小修复内径取决于套管的屈服强度和需要达到的最小通径,为了达到所需的最小通径,需要在最小修复内径基础上换3~4种规格的胀管器。在中原油田文95-86井的应用表明,根据计算出的最小修复内径修复缩径套管,可以在保证不伤害套管的前提下提高修复缩径套管的成功率。 展开更多
关键词 套管变形套管修理最小修复内径文95-86井
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基于震源机制的页岩气压裂井套管变形机理 被引量:36
12
作者 郭雪利 李军 +3 位作者 柳贡慧 陈朝伟 任凯 来东风 《断块油气田》 CAS 北大核心 2018年第5期665-669,共5页
在页岩气多级压裂过程中,断层滑动是导致套管变形的重要因素。震源机制可以较为准确地刻画断层参数,高应力降、高矩震级和低剪切模量会增加断层滑动距离。文中分析了断层力学状态,明确了断层滑动的力学机理,基于震源机制原理,利用现场... 在页岩气多级压裂过程中,断层滑动是导致套管变形的重要因素。震源机制可以较为准确地刻画断层参数,高应力降、高矩震级和低剪切模量会增加断层滑动距离。文中分析了断层力学状态,明确了断层滑动的力学机理,基于震源机制原理,利用现场微地震数据反演了断层滑动距离。在此基础上利用分步有限元建模方法建立组合体模型,对断层夹角、断层滑动距离、水泥环弹性模量、水泥环和套管厚度进行了敏感性分析。模型计算结果与现场套管变形量较吻合。研究表明:断层与井眼夹角为45°时,套管应力和变形量达到最大值;滑动距离为50 mm时,套管最大变形量可达35 mm;若断层发生滑动,则水泥环弹性模量、厚度以及套管壁厚等参数的调整都很难保证套管安全。因此,压裂施工之前,必须对页岩储层的断层分布有清晰认识,避免在断层发育部位施工,以保证套管安全。 展开更多
关键词 震源机制 微地震 套管变形 断层滑移 水力压裂
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页岩气水平井多级压裂过程中套管变形研究综述 被引量:49
13
作者 席岩 李军 +2 位作者 柳贡慧 曾义金 李剑平 《特种油气藏》 CAS CSCD 北大核心 2019年第1期1-6,共6页
针对页岩气水平井多级压裂过程中出现的套管变形问题,运用力学实验手段以及数值分析方法,计算了多级压裂过程中套管强度以及应力变化,研究了环空束缚流体、岩性界面、温压交变、地层滑移对套管应力以及应变的影响。研究表明:页岩气井压... 针对页岩气水平井多级压裂过程中出现的套管变形问题,运用力学实验手段以及数值分析方法,计算了多级压裂过程中套管强度以及应力变化,研究了环空束缚流体、岩性界面、温压交变、地层滑移对套管应力以及应变的影响。研究表明:页岩气井压裂过程中套管变形以剪切变形和挤压变形为主,变形点具有从趾端到跟端不断增多的分布特点,且部分位置变形情况随时间推移不断加剧;环空束缚流体、岩性界面显著提升了套管应力,但不是导致套管应力超过屈服强度的充分原因;套管应力超过屈服强度后,温压交变将会加剧挤压变形程度;断层沿天然裂缝或层理弱面滑移导致套管发生剪切变形,增加套管厚度或者采用分段固井方式有利于降低套管剪切变形风险。研究成果可为压裂过程中套管完整性设计及控制提供参考,具有重要理论和工程意义。 展开更多
关键词 套管变形 多级压裂 热-流-固耦合 温压交变 地层滑移
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套管变形预防措施的计算机仿真分析 被引量:12
14
作者 练章华 张先普 +3 位作者 李斌 赵国珍 王钢 董范 《石油机械》 北大核心 1995年第4期20-24,共5页
建立了岩石粘弹塑性蠕变应变率的数学模型及套管内壁变形位移总体数学模型,应用初应变法求解粘弹塑性岩石与套管相互作用的力学关系,再结合套管变形的计算机仿真软件,用加厚套管、加强筋套管及双层组合套管仿真模拟了预防粘弹塑性流... 建立了岩石粘弹塑性蠕变应变率的数学模型及套管内壁变形位移总体数学模型,应用初应变法求解粘弹塑性岩石与套管相互作用的力学关系,再结合套管变形的计算机仿真软件,用加厚套管、加强筋套管及双层组合套管仿真模拟了预防粘弹塑性流动地层引起套管变形的3种措施。仿真模拟出抵抗华北油田荆丘地区盐岩塑性流动地层套管变形的最终方案,即采用双层组合套管,对这类油田新并套管设计和老井套管修复,具有重要的理论指导意义。 展开更多
关键词 套管变形 数学模型 模拟 油层套管
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页岩液体作用对套管变形的影响研究 被引量:8
15
作者 李皋 李泽 +2 位作者 蒋祖军 于浩 何龙 《西南石油大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2021年第1期103-110,共8页
页岩气井压裂后套管变形问题严重,已成为制约页岩气资源高效开发的瓶颈,但目前引发套变现象的原因仍认识不清,且无有效防治措施。根据页岩结构特征及力学性质,结合数值模拟技术对页岩液体作用对套管变形的影响及其防治措施开展研究。结... 页岩气井压裂后套管变形问题严重,已成为制约页岩气资源高效开发的瓶颈,但目前引发套变现象的原因仍认识不清,且无有效防治措施。根据页岩结构特征及力学性质,结合数值模拟技术对页岩液体作用对套管变形的影响及其防治措施开展研究。结果表明,由于液相侵入导致的裂缝层间膨胀会造成页岩在液体作用下产生微弱形变,由于页岩力学强度高,且水化后仍具备较高的弹性模量,造成液岩反应后的膨胀变形会产生较强的作用力,在无应力释放的情况下该作用力施加在套管上导致套管应力增加,对套管变形产生重要影响。水泥环弹性模量的降低以及密集射孔能够对防治套管变形起到积极作用。 展开更多
关键词 页岩气 液岩反应 套管变形 水泥环 防治措施
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页岩膨胀应变及固井质量对套管变形的影响研究 被引量:14
16
作者 李皋 李泽 +3 位作者 简旭 李红涛 于浩 王涛 《特种油气藏》 CAS CSCD 北大核心 2021年第3期139-143,共5页
威荣地区页岩气井套管变形问题突出,但目前引发该区域套管变形的机理尚不明确。该文基于页岩理化性质,分析了页岩膨胀应变对套管应力的影响,研究了考虑页岩膨胀应变条件下的固井质量与套管变形的关系。研究表明:威荣地区页岩呈硬脆性,... 威荣地区页岩气井套管变形问题突出,但目前引发该区域套管变形的机理尚不明确。该文基于页岩理化性质,分析了页岩膨胀应变对套管应力的影响,研究了考虑页岩膨胀应变条件下的固井质量与套管变形的关系。研究表明:威荣地区页岩呈硬脆性,力学强度高,水化后强度变化不明显;页岩膨胀应变及固井质量的综合作用对套管应力有明显影响,当水泥环缺失及存在微环隙时,能为膨胀应力提供足够的释放空间,降低套管应力,当膨胀应力不能被充分释放时,需尽量保证井筒组合体结构的完整性。高密度射孔对膨胀应力的释放具有积极效果,在合理的射孔参数条件下开展高密度射孔作业是预防套管变形的有效措施之一。该研究为同类页岩气藏套管变形机理研究提供了参考。 展开更多
关键词 页岩气藏 页岩膨胀 套管变形 固井质量 应力释放 高密度射孔
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利用套管变形量进行地应力反演 被引量:8
17
作者 尹虎 李黔 +1 位作者 李建涛 黄建智 《石油钻探技术》 CAS 北大核心 2012年第3期54-57,共4页
地应力是石油工程设计与施工所需要的重要参数之一。通常获取地应力大小的方式是通过水压致裂法直接测量、室内试验以及测井资料计算得到,但水压致裂法和室内试验法获取地应力的成本较高,根据测井资料计算地应力需要根据经验校正。而油... 地应力是石油工程设计与施工所需要的重要参数之一。通常获取地应力大小的方式是通过水压致裂法直接测量、室内试验以及测井资料计算得到,但水压致裂法和室内试验法获取地应力的成本较高,根据测井资料计算地应力需要根据经验校正。而油田具有丰富的套管变形资料,因此,可以利用套管变形量进行反演获取地应力。利用已知的套管变形量作为基础条件,构造符合套管在井下的边界椭圆应力模式,选择测点计算最大变形量与测量最大变形量差值的平方为目标优化函数,采用合理的优化技术对位移进行反分析来获取最大和最小地应力。利用该方法对新疆某油田的A井进行了分析,结果表明,采用该方法能快速有效地计算出套管变形条件下的实际非均匀载荷大小,且计算结果与利用测井资料计算出的结果相差不大,可为合理设计套管柱、减少套管损坏提供依据,为油田获取地应力提供一种新的途径。 展开更多
关键词 套管变形 地应力 反演
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多角度辨识压裂套管变形的失效影响因素 被引量:9
18
作者 王倩琳 张来斌 +3 位作者 胡瑾秋 王海涛 李奎为 贺维维 《中国安全生产科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2017年第6期40-46,共7页
页岩气开发具有施工压力大、排量大、改造规模大的特点,使得压裂套管处于复杂力学环境中。挤压、剪切和弯曲等载荷共同作用,易引发套管挤毁变形,进而导致后续作业时井下工具下入遇阻。但目前研究多针对压裂套管的单一失效原因,难以保障... 页岩气开发具有施工压力大、排量大、改造规模大的特点,使得压裂套管处于复杂力学环境中。挤压、剪切和弯曲等载荷共同作用,易引发套管挤毁变形,进而导致后续作业时井下工具下入遇阻。但目前研究多针对压裂套管的单一失效原因,难以保障其完整可靠性。鉴于此,针对页岩气大规模压裂作业特点,从不同薄弱位置(如垂直段、造斜段、水平段)、不同自身规格(如钢级、外径、壁厚)和不同约束条件(如内压、孔径、螺距)等多角度,系统辨识套管变形的失效影响因素。通过建立压裂套管三维模拟的有限元模型,分析套管内压变化引起套管应力、位移的变化规律及形态,明确套管变形的大小以及与载荷变化的关系,并揭示套管变形的位置及影响因素的临界值。结果表明:压裂套管的造斜段最大变形、水平段应力集中现象较为严重,属于危险脆弱点;且套管最大应力、最大位移随内压的增加而近似成线性降低关系。 展开更多
关键词 多角度辨识 压裂套管 套管变形 失效影响因素 有限元模拟
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局部载荷对页岩气井套管变形的影响 被引量:43
19
作者 刘奎 高德利 +1 位作者 王宴滨 刘永升 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第11期76-82,共7页
对四川盆地长宁区块页岩气水平井固井质量的分析结果认为:压裂过程的温度应力及由套管内压周期性变化导致的局部载荷是页岩气井套管变形的主要因素。为此建立了套管在局部载荷作用下应力计算模型,借助有限元数值方法分析了该区块目前使... 对四川盆地长宁区块页岩气水平井固井质量的分析结果认为:压裂过程的温度应力及由套管内压周期性变化导致的局部载荷是页岩气井套管变形的主要因素。为此建立了套管在局部载荷作用下应力计算模型,借助有限元数值方法分析了该区块目前使用的套管在局部载荷作用下的受力与变形情况,并讨论了在局部载荷线性增加时,局部载荷范围、套管壁厚、套管外径对现场使用的P110套管受力与变形的影响。结果表明:①载荷范围为45°时的套管变形最大,增加套管壁厚及减小套管外径有利于减小套管变形;②局部等效载荷为40 MPa时的套管径向变形量为4.8 mm,且套管壁厚应大于13 mm才能保证套管不发生屈服变形。通过对现场页岩气井数据的分析,考虑局部载荷作用,认为该区块目前使用的套管壁厚不能满足要求,需要增加壁厚。结论认为,为防止局部载荷的产生、减小套管变形,需要优化井眼轨道设计以合理钻遇天然裂缝发育的岩层,提高固井质量。该研究成果对于页岩气水平井套管设计具有参考价值。 展开更多
关键词 四川盆地 长宁区块 页岩气 压裂 载荷 套管变形 数值模拟 固井 水泥环 套管设计
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模糊识别及预测在役套管的变形损坏 被引量:8
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作者 张效羽 徐秉业 赵国珍 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第2期72-74,共3页
近年来,我国许多油气田的套管损坏均呈快速增长势头,套管损坏的频繁出现带来了巨大的经济损失,也严重防碍了正常生产。然而,按照以往的方法对井下套管变形情况进行识别,进而预测其损坏程度是非常困难的。这种困难来自于许多方面,... 近年来,我国许多油气田的套管损坏均呈快速增长势头,套管损坏的频繁出现带来了巨大的经济损失,也严重防碍了正常生产。然而,按照以往的方法对井下套管变形情况进行识别,进而预测其损坏程度是非常困难的。这种困难来自于许多方面,诸如井眼周围地下情况的不明确、套管受力难以确定、复杂的失效机理、因素的模糊性、套管损坏原因与结果之间的模糊关系等等。为此文中首先系统地分析了这些困难,对套管损坏的原因进行归纳及分类,然后在此基础上利用模糊数学建立了对套管损坏的数学描述,提出了用模糊综合评判方法识别套管的变形情况,进而用序列评判结果来预测套管损坏程度和使用寿命。该方法考虑并利用了影响套管损坏的许多模糊因素,在一定程度上解决了以往方法中遇到的困难,为套管寿命预测研究提供了一种新的途径,并得到了生产单位的肯定。 展开更多
关键词 模糊数学 套管损坏 套管变形 油气田 井下套管
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