油田套损磁测应力检测技术研究

发布时间：2018-11-18 07:16

【摘要】：油水井套管在使用过程中除了耐受腐蚀条件之外,还同时受地质因素、工程技术因素、开发方式因素等多种复杂因素作用,难以达到设计的自然寿命。据资料显示,现在套损井约占现役井的20%左右,套损严重地影响了包括大庆油田在内的各油田原油采出,是目前石油行业油气生产所面临的急需解决的难题。腐蚀性原因导致的套损易于判定,也易于测量。油田进入开发开采的中后期,套损的成因很复杂,但应力损伤是套损的主要原因。研究有效检测套管受力情况,可以预测套管的使用寿命,进而制定预防套损的有效措施,并在此基础上制定与实施切实有效的综合治理方案,是套损预防和治理工作的当务之急,对油田的产能建设和油田的可持续发展具有重要的现实意义。本文结合大庆油田4000万吨油气当量可持续发展面临的形势、油气勘探开发基本战略,以及工程技术服务基本战略,针对大庆油田套损现状,重点开展了套管受力的有限元模拟、应力传感器的研制及性能试验、应力测井仪器的研制及应用工作,完善了套内、套外综合检测套管应力的配套技术,完善了检测套管应力的磁测应力检测方法及套损综合检测解释方法。研究的主要内容包括:1.套管损伤基于方位应力过载而产生,通过建立油水井套管拉伸、剪切、折弯以及环压受力模型,对油水井套管利用ANSYS有限元软件进行应力分布的模拟,结果表明,可以利用套管的轴向和周向应变评估套管安全状态,并揭示了非均匀载荷套损的原因。2.在开展套管应力检测基础研究方面,研究了应力对铁磁材料磁化特性的影响,通过磁畴理论研究了磁测应力机理,形成了非接触式无损磁测应力检测方法,奠定了磁测应力传感器的理论基础。运用逆磁致伸缩理论设计制作了磁测应力传感器,实现了应力信号的有效检测。运用电路理论实现微弱信号的有效甄别、杂散干扰信号的屏蔽,实现应力微弱有效信号的准确采集。进行了传感器的特性试验研究,测量数据可以判定应力的性质及应力量化的结论,与理论推导结论一致。研究表明,传感器能够有效区分应力的性质、检测到的磁电信号与一维应力值呈现较好的线性关系,应力值接近实际值,这为量化定标应力传感器的指标及应力测井仪器的指标提供依据,为量化评价套损提供强有力的检测手段支撑。3.用单片机控制技术、光纤陀螺仪定位技术,利用六方位磁测应力传感器进行方位测井,开发了配套的上位管理软件,制作完成了完整的套损磁测应力测井仪器。对磁测应力测井仪器进行定标,保证了测井仪器现场应用的可靠性。应用该测井仪器结果表明,该仪器测试时传感器探头不需要完全接触套管内壁,实现了在线套损应力方位检测,提出了“力—圆矢量”成像测井,该仪器对套管曲率依赖不大,具有测量精度高等优点。利用该测井仪器可以定量评价套管的受力状态,提出了套损程度的判定方法,为预防套损提供有效的检测方法和提供强有力的数据支撑。
[Abstract]:......
【学位授予单位】：东北石油大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TE931.2;TG115.284

【参考文献】

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本文编号：2339285