本文關(guān)鍵詞：水平井多封隔器壓裂管柱系統(tǒng)的強(qiáng)度及安全性評(píng)價(jià)

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【摘要】：在油氣開采技術(shù)不斷深入研究中,高產(chǎn)能的普通油藏越來(lái)越少,使得開采的低產(chǎn)能油氣藏越來(lái)越多。能否高效地開發(fā)低產(chǎn)能油氣田是我們應(yīng)該重點(diǎn)研究和攻克的難題,也是大家關(guān)注的焦點(diǎn)。由于低產(chǎn)能油氣田的產(chǎn)能低、壓力低,在開采的過(guò)程中要不斷壓裂注水才能正常生產(chǎn)。為了解決上述低產(chǎn)能油氣藏凸顯出來(lái)的各種問(wèn)題,起始于上世紀(jì)80年代的水平井壓裂技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生,且直到現(xiàn)在才開始迅速地發(fā)展。由于開采的水平井越來(lái)越多,而相對(duì)應(yīng)的完井管柱的力學(xué)分析研究也成為了大家研究的重要對(duì)象,根據(jù)完井管柱的力學(xué)分析來(lái)給生產(chǎn)作業(yè)提供更好的指導(dǎo)。通過(guò)閱讀大量文獻(xiàn),總結(jié)出前人對(duì)于水平壓裂管柱力學(xué)的研究做了許多工作,但大多是研究只研究壓裂管柱的屈曲變形和摩擦阻力對(duì)水平井多封隔器壓裂管柱的安全順利下入,及壓裂管柱能夠順利上提的影響。針對(duì)水平井眼多段壓裂作業(yè)各個(gè)作業(yè)過(guò)程的管柱力學(xué)行為分析不多。本文希望能著重于水平井多封隔器壓裂管柱系統(tǒng)的具體工況下,對(duì)水平井壓裂管柱系統(tǒng)的強(qiáng)度和安全性做評(píng)價(jià)。首先針對(duì)水平井壓裂管柱的溫度計(jì)算模型進(jìn)行了研究,建立了壓裂液-管柱-地層非穩(wěn)態(tài)熱傳導(dǎo)溫度場(chǎng)的數(shù)學(xué)模型,通過(guò)對(duì)現(xiàn)有的實(shí)例進(jìn)行計(jì)算得出：1.在對(duì)井眼溫度場(chǎng)的預(yù)測(cè)進(jìn)行研究之后認(rèn)為時(shí)間是溫度的主要影響因素,從作業(yè)開始,井眼溫度下降趨勢(shì)明顯。慢慢隨著時(shí)間推移,井眼溫度變化量減小,井眼和地層溫度差逐漸變?yōu)?。2.壓裂管柱內(nèi)壓裂液的溫度與井眼累計(jì)深度和軌跡相關(guān)使得垂直井眼段、造斜井眼段及水平井眼段的井眼溫度變化的趨勢(shì)是明顯有區(qū)別,表現(xiàn)為水平井眼段壓裂液溫度的升高趨勢(shì)最明顯,其次為斜井段,豎直井段的壓裂液溫度的上升幅度最小。接著通過(guò)研究水平井多封隔器壓裂管柱在壓裂施工作業(yè)中的各種效應(yīng)的影響后,認(rèn)為：在考慮管柱軸向變化過(guò)程中要重點(diǎn)考慮活塞力的影響。對(duì)于防止管柱提前解封、發(fā)生竄封和其他惡性故障的危險(xiǎn),降低封隔器管柱整體的安全可靠性等問(wèn)題的研究提供了理論依據(jù)。在分析管柱和封隔器的相互作用力時(shí),將不同的管柱結(jié)構(gòu)類型分為自由運(yùn)動(dòng)管柱、半運(yùn)動(dòng)管柱和限制運(yùn)動(dòng)管柱三種力學(xué)模型。評(píng)價(jià)不同管串結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和安全性,并進(jìn)行水平井多封隔器壓裂管柱系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì),將完井管柱分為單一管柱和復(fù)合管柱類型,并結(jié)合封隔器和油管之間的相互作用進(jìn)行了分析�？偨Y(jié)出單一管柱在不同管柱結(jié)構(gòu)類型的各種管柱效應(yīng)下的受力和變形情況,對(duì)軟件的使用具有指導(dǎo)意義。在對(duì)N個(gè)封隔器完井管串進(jìn)行研究過(guò)程中,利用馮建華的關(guān)于雙封隔器管柱的力學(xué)模型,轉(zhuǎn)化成多封隔器管柱的力學(xué)模型進(jìn)行分析,總結(jié)出了多封隔器管串中封隔器和油管之間相互作用力以及對(duì)管柱長(zhǎng)度變化的影響。結(jié)合具體的完井作業(yè),分別對(duì)壓裂管柱在下入過(guò)程、錨定過(guò)程、坐封過(guò)程和壓裂過(guò)程中油管受到載荷與變形進(jìn)行研究,建立了水平井壓裂管柱在下入井底時(shí)的自重和液柱浮力作用下及錨定、坐封、壓裂過(guò)程中產(chǎn)生的軸向載荷和軸向應(yīng)力及管柱伸長(zhǎng)量的數(shù)學(xué)模型。在進(jìn)行管柱的強(qiáng)度校核及安全性評(píng)價(jià)過(guò)程中考慮到管柱與地層熱應(yīng)力的影響,建立了綜合考慮熱應(yīng)力的數(shù)學(xué)模型,對(duì)油管的危險(xiǎn)點(diǎn),結(jié)合Von-Mises理論進(jìn)行研究,給出了完井管柱強(qiáng)度校核的基本方程。分析軟件的編寫能夠很好的評(píng)價(jià)具體井況,在不同管柱結(jié)構(gòu)下的各個(gè)作業(yè)階段的強(qiáng)度及安全性,給后續(xù)的完井管柱的設(shè)計(jì)及作業(yè)和施工提供指導(dǎo)意見。結(jié)合山西一口井現(xiàn)場(chǎng)提供的實(shí)際具體井況、管柱結(jié)構(gòu)和施工數(shù)據(jù)對(duì)該完井壓裂管柱的強(qiáng)度及安全性進(jìn)行了評(píng)價(jià),判斷出該完井壓裂管柱在壓裂作業(yè)的各個(gè)階段均是安全可靠的,可以滿足生產(chǎn)需要。在考慮優(yōu)化設(shè)計(jì)管柱時(shí),借助軟件分析出在壓裂階段井口處的軸向應(yīng)力和Mises應(yīng)力最大,為危險(xiǎn)點(diǎn),結(jié)合復(fù)合管柱相對(duì)于單一管柱的優(yōu)點(diǎn),提出了將單一管柱原有的114.3mm,20.09kg/m的油管分成兩段管柱的復(fù)合管柱結(jié)構(gòu)：其中上段管柱單位重量為20.09kg/m,下段管柱重量為17.26kg/m。利用軟件對(duì)比分析了復(fù)合管柱在同種井況和施工作業(yè)數(shù)據(jù)情況下的井口依然為危險(xiǎn)點(diǎn),但安全系數(shù)由1.8617升高到2.08,減輕了管柱的整體重量,提高了該管柱的安全性,優(yōu)化了管柱。
【關(guān)鍵詞】：水平井 多封隔器 管柱 安全性 評(píng)價(jià)
【學(xué)位授予單位】：長(zhǎng)江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TE934.2
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 第1章 緒論11-21
• 1.1 引言11-12
• 1.2 管柱力學(xué)研究現(xiàn)狀12-13
• 1.3 水平多段壓裂研究現(xiàn)狀13-18
• 1.4 本文的研究?jī)?nèi)容18-20
• 1.5 研究思路及難點(diǎn)20
• 1.6 論文創(chuàng)新點(diǎn)20-21
• 第2章 壓裂管柱的溫度計(jì)算模型研究21-29
• 2.1 壓裂液-管柱-地層非穩(wěn)態(tài)熱傳導(dǎo)研究21-26
• 2.2 實(shí)例計(jì)算分析26-29
• 第3章 完井管柱的變形及受力分析29-51
• 3.1 完井管柱基本效應(yīng)29-40
• 3.2 不同管柱結(jié)構(gòu)類型的力學(xué)模型40-43
• 3.3 單一管柱的計(jì)算43-45
• 3.4 復(fù)合管柱完井的各種效應(yīng)計(jì)算45-49
• 3.5 多級(jí)封隔器管串的結(jié)構(gòu)力學(xué)研究49-51
• 第4章 水平井封隔器分段壓裂管柱不同施工作業(yè)的力學(xué)研究51-66
• 4.1 管柱自重與變形分析52-53
• 4.2 錨定作業(yè)時(shí)管串的力學(xué)及變形分析53-54
• 4.3 坐封施工作業(yè)中油管力學(xué)研究54-55
• 4.4 水平井帶多個(gè)封隔器管柱的坐封錨定施工作業(yè)力學(xué)研究55-58
• 4.5 壓裂施工作業(yè)中管串的受力研究58-64
• 4.6 水平井帶多個(gè)封隔器管柱壓裂作業(yè)中力學(xué)研究64-66
• 第5章 完井管柱系統(tǒng)的強(qiáng)度校核66-74
• 5.1 常溫下管柱強(qiáng)度校核66-69
• 5.2 管柱及地層的熱應(yīng)力強(qiáng)度校核69-74
• 第6章 軟件的設(shè)計(jì)與開發(fā)74-88
• 6.1 軟件的開發(fā)語(yǔ)言簡(jiǎn)介74-75
• 6.2 軟件系統(tǒng)的主要模塊75-80
• 6.3 實(shí)例計(jì)算及結(jié)果分析80-88
• 第7章 結(jié)論88-90
• 致謝90-91
• 參考文獻(xiàn)91-94
• 個(gè)人簡(jiǎn)介94-95

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1 石藝;;大慶創(chuàng)國(guó)內(nèi)單趟壓裂管柱連續(xù)加砂量紀(jì)錄[J];石油鉆采工藝;2009年04期

2 王尊策;徐艷;李森;呂鳳霞;;深層氣井壓裂管柱突擴(kuò)結(jié)構(gòu)內(nèi)流態(tài)及磨損規(guī)律模擬[J];大慶石油學(xué)院學(xué)報(bào);2010年05期

3 張家由;劉文軍;;纖維在壓裂管柱中的減阻機(jī)理探討[J];內(nèi)蒙古石油化工;2011年07期

4 李子豐;孫虎;蘇金柱;徐迎新;;壓裂管柱力學(xué)分析理論與應(yīng)用[J];應(yīng)用基礎(chǔ)與工程科學(xué)學(xué)報(bào);2012年05期

5 李平,趙恩遠(yuǎn),謝建華;斜直井分層壓裂管柱的研制與應(yīng)用[J];大慶石油地質(zhì)與開發(fā);1997年03期

6 葉紅;李良軍;吳國(guó)洲;杭仁銀;;壓裂管柱砂卡及組合解卡工藝技術(shù)在江蘇油田的應(yīng)用[J];斷塊油氣田;2006年03期

7 裘新農(nóng);王柳斌;;工程院完成評(píng)價(jià)井瑪211井分壓壓裂管柱現(xiàn)場(chǎng)工作[J];新疆石油科技;2013年02期

8 ;逐級(jí)釋放壓裂管柱簡(jiǎn)介[J];石油勘探與開發(fā);1977年03期

9 王帆;何青;陳付虎;李國(guó)鋒;張永春;;紅河油田水平井壓裂管柱可下入性分析及其應(yīng)用[J];江漢石油職工大學(xué)學(xué)報(bào);2014年04期

10 王尊策;李偉;徐艷;;深層氣井壓裂管柱應(yīng)力的有限元分析[J];科學(xué)技術(shù)與工程;2009年02期

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1 張應(yīng)安;孫愛軍;劉桂芹;胡光;;水平井壓裂管柱探討[A];增強(qiáng)自主創(chuàng)新能力 促進(jìn)吉林經(jīng)濟(jì)發(fā)展——啟明杯·吉林省第四屆科學(xué)技術(shù)學(xué)術(shù)年會(huì)論文集（上冊(cè)）[C];2006年

2 岳欠杯;劉巨保;羅敏;李治淼;;壓裂管柱與壓裂液多物理場(chǎng)分析[A];中國(guó)力學(xué)學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)大會(huì)'2009論文摘要集[C];2009年

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1 通訊員 孫彥峰　劉湘 毛強(qiáng);大排量大砂量壓裂管柱研制獲得成功[N];中國(guó)石油報(bào);2009年

2 記者 王志田邋通訊員 王濤;大慶壓裂工具啟運(yùn)蒙古塔木察格[N];中國(guó)石油報(bào);2007年

3 王濤邋日?qǐng)?bào)記者 幸福;壓裂工具產(chǎn)品站穩(wěn)蒙古市場(chǎng)[N];大慶日?qǐng)?bào);2007年

4 李忠梅　郭東;精細(xì)壓裂打開油流通道[N];中國(guó)石化報(bào);2011年

5 通訊員 劉丹 記者 師嘯;技術(shù)創(chuàng)新推進(jìn)服務(wù)質(zhì)量提升[N];中國(guó)石油報(bào);2013年

6 記者 王志田　通訊員 王濤;大慶創(chuàng)國(guó)內(nèi)單趟壓裂管柱連續(xù)加砂量紀(jì)錄[N];中國(guó)石油報(bào);2009年

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1 張應(yīng)安;水平井多封隔器壓裂管柱通過(guò)性力學(xué)關(guān)鍵問(wèn)題研究[D];東北石油大學(xué);2011年

2 張書進(jìn);壓裂管柱內(nèi)固液兩相流動(dòng)特性及磨損機(jī)理研究[D];大慶石油學(xué)院;2010年

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2 蔡慧;水平井壓裂管柱可下入性分析[D];中國(guó)石油大學(xué)(華東);2014年

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4 張穎;水平井壓裂管柱力學(xué)安全評(píng)價(jià)及軟件開發(fā)[D];西南石油大學(xué);2014年

5 常成;水平井多封隔器壓裂管柱系統(tǒng)的強(qiáng)度及安全性評(píng)價(jià)[D];長(zhǎng)江大學(xué);2016年

6 馬德成;水平井壓裂管柱力學(xué)分析[D];大慶石油學(xué)院;2009年

7 岳欠杯;壓裂管柱有限元分析及應(yīng)用[D];大慶石油學(xué)院;2009年

8 張樂(lè);大斜度井壓裂管柱下入能力分析與研究[D];西安石油大學(xué);2012年

9 葉勤友;廟22區(qū)塊水平井滑套封隔器分段壓裂管柱力學(xué)分析[D];東北石油大學(xué);2013年

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