标准层套管剪切损坏的力学机理及其预警分析
发布时间：2021-06-11 12:13
套管井损坏问题一直是困扰各大油田稳产的难题。在大庆油田高压注水开发过程中,标准层剪切滑移引起的套损出现了成片发展的趋势,严重影响了油田稳产。目前对套损的研究仍有许多细致的研究工作要做,以减少套损带来的经济损失。本文基于ABAQUS6.14软件平台,根据大庆油田萨中开发区测井数据,在考虑流固耦合的条件下,标准层内微层理采用节理材料模拟,岩块材料采用线性的Drucker-Prager本构模型,建立了标准层地层-水泥坏-套管的三维力学模型,模拟了套管剪切损坏的变形过程,并与井ZJ3-21的实际测井结果进行对比,数值模拟误差在合理范围内,验证了力学模型的合理性。根据地层—水泥环—套管的有限元模型,数值计算得到套管内应力随外载荷的变化规律及套管的累积应变规律,通过分析得到外载荷对套管水平方向的应力、应变影响程度最大。最后利用控制变量的方法,数值计算得到套管钢级、岩层倾角、岩层厚度、岩层弹性模量、岩石渗透系数、外载荷等因素对套管变形的影响规律。通过提取各影响因素下的套管应变作为样本数据,利用matlab软件进行多元回归,得到套管临界应变的多元线性回归模型和预测应变的多元二次多项式回归模型,通过进行...
【文章来源】：东北石油大学黑龙江省
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
裸眼完井与井身结构示意图
图 1.3 萨中开发区历年套损井数变化曲线通过对大庆油田萨中开发区的套损类型的统计如下表 1.1 所示，表 1-1 大庆油田萨中开发区套损井套损类型统计分类水驱（口） 聚驱（口） 合计（口）采油井注水井小计采油井注水井小计采油井注水井小计套损井变形 1033 872 1905 402 361 763 1435 1233 2688错断 1222 922 2144 276 275 551 1498 1197 2695破裂 49 72 121 20 12 32 69 84 153外漏 88 59 147 31 21 52 119 80 199小计 2392 1925 4317 729 669 1398 3121 2594 5715井况井拔不动 98 103 201 80 91 171 178 194 372其他 102 62 164 34 27 61 136 89 225小计 200 165 365 114 118 232 314 283 597合计 2592 2090 4682 843 787 1630 3435 2877 6312由上表可知，截止 2014 年底，萨中开发区累计钻井数 20349 口，发现套损
图 1.4 松辽盆地嫩江组二段地层的沉积环境模式由上图可知，进入嫩二段沉积时期，湖域面积保持最大，区内未见湖岸线，湖盆处于深水-半深水环境，面积达 99000 平方千米。全盆地内，沉积岩相平面分异清晰而简单，普遍发育区域稳定的富含多层介形虫和叶枝介化石的暗色泥岩[5]。此外，此类沉积环境下形成的地下岩层大多会伴随着软弱夹层，在软弱夹层不吸水时，在原始地应力的作用下岩层保持稳定。但软弱夹层一般都具有较强的吸水能力，在油田注水开发过程中，当注入水压力达到一定值后，注水通过裂缝窜到软弱夹层，使它吸水，改变其物理性能，强度降低，导致岩层失稳滑动，从而造成油水井套管损坏[6]。对标准层的岩石取样，如图 1.5 所示，
【参考文献】：
期刊论文
[1]大位移活性错断井断口形态与方位研究[J]. 刘冬雪. 化学工程与装备. 2017(08)
[2]页岩储层剪切套损的数值模拟及固井对策研究[J]. 高利军,乔磊,柳占立,庄茁,杨恒林. 石油机械. 2016(10)
[3]非均匀载荷下套管偏心对套管强度影响研究[J]. 王国华,陈正茂,熊继有,陈华. 石油天然气学报. 2012(10)
[4]注水油田剪切套损机理研究与数值模拟[J]. 黄小兰,刘建军,杨春和. 武汉工业学院学报. 2009(03)
[5]套管损坏建模方法简述[J]. 李茂华,徐守余,牛卫东. 石油机械. 2008(04)
[6]局部泥岩均匀吸水套管损坏机理[J]. 罗敏,于海,于成,刘巨保. 大庆石油学院学报. 2007(06)
[7]非均匀载荷下套管强度的计算[J]. 殷有泉,李平恩. 石油学报. 2007(06)
[8]非均匀载荷下厚壁套管抗挤强度分析[J]. 曾德智,林元华,李双贵,杜仁德,施太和. 天然气工业. 2007(02)
[9]流变地层地应力场中套管载荷的理论解[J]. 李平恩,殷有泉,苏先樾. 北京大学学报(自然科学版). 2007(01)
[10]非均匀地应力场中套管载荷的理论解[J]. 殷有泉,蔡永恩,陈朝伟,刘继生. 石油学报. 2006(04)
博士论文
[1]套管损坏的力学计算与判定[D]. 于洪金.大庆石油学院 2008
[2]套管损坏机理及理论模型与模拟计算[D]. 艾池.大庆石油学院 2003
[3]套损井修复过程中修复力的确定及水泥环损伤机理研究[D]. 姜民政.哈尔滨工程大学 2003
[4]大庆油田套管损坏机理研究[D]. 韩修廷.哈尔滨工程大学 2001
[5]套管抗挤强度研究[D]. 韩建增.西南石油学院 2001
硕士论文
[1]套管损坏机理及预防措施研究[D]. 王鸿君.西南石油学院 2005
[2]吉林油田套管损坏力学分析及计算[D]. 王臣.大庆石油学院 2005
[3]油层段套管损坏机理研究[D]. 唐波.西南石油学院 2003
本文编号：3224513
【文章来源】：东北石油大学黑龙江省
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
裸眼完井与井身结构示意图
图 1.3 萨中开发区历年套损井数变化曲线通过对大庆油田萨中开发区的套损类型的统计如下表 1.1 所示，表 1-1 大庆油田萨中开发区套损井套损类型统计分类水驱（口） 聚驱（口） 合计（口）采油井注水井小计采油井注水井小计采油井注水井小计套损井变形 1033 872 1905 402 361 763 1435 1233 2688错断 1222 922 2144 276 275 551 1498 1197 2695破裂 49 72 121 20 12 32 69 84 153外漏 88 59 147 31 21 52 119 80 199小计 2392 1925 4317 729 669 1398 3121 2594 5715井况井拔不动 98 103 201 80 91 171 178 194 372其他 102 62 164 34 27 61 136 89 225小计 200 165 365 114 118 232 314 283 597合计 2592 2090 4682 843 787 1630 3435 2877 6312由上表可知，截止 2014 年底，萨中开发区累计钻井数 20349 口，发现套损
图 1.4 松辽盆地嫩江组二段地层的沉积环境模式由上图可知，进入嫩二段沉积时期，湖域面积保持最大，区内未见湖岸线，湖盆处于深水-半深水环境，面积达 99000 平方千米。全盆地内，沉积岩相平面分异清晰而简单，普遍发育区域稳定的富含多层介形虫和叶枝介化石的暗色泥岩[5]。此外，此类沉积环境下形成的地下岩层大多会伴随着软弱夹层，在软弱夹层不吸水时，在原始地应力的作用下岩层保持稳定。但软弱夹层一般都具有较强的吸水能力，在油田注水开发过程中，当注入水压力达到一定值后，注水通过裂缝窜到软弱夹层，使它吸水，改变其物理性能，强度降低，导致岩层失稳滑动，从而造成油水井套管损坏[6]。对标准层的岩石取样，如图 1.5 所示，
【参考文献】：
期刊论文
[1]大位移活性错断井断口形态与方位研究[J]. 刘冬雪. 化学工程与装备. 2017(08)
[2]页岩储层剪切套损的数值模拟及固井对策研究[J]. 高利军,乔磊,柳占立,庄茁,杨恒林. 石油机械. 2016(10)
[3]非均匀载荷下套管偏心对套管强度影响研究[J]. 王国华,陈正茂,熊继有,陈华. 石油天然气学报. 2012(10)
[4]注水油田剪切套损机理研究与数值模拟[J]. 黄小兰,刘建军,杨春和. 武汉工业学院学报. 2009(03)
[5]套管损坏建模方法简述[J]. 李茂华,徐守余,牛卫东. 石油机械. 2008(04)
[6]局部泥岩均匀吸水套管损坏机理[J]. 罗敏,于海,于成,刘巨保. 大庆石油学院学报. 2007(06)
[7]非均匀载荷下套管强度的计算[J]. 殷有泉,李平恩. 石油学报. 2007(06)
[8]非均匀载荷下厚壁套管抗挤强度分析[J]. 曾德智,林元华,李双贵,杜仁德,施太和. 天然气工业. 2007(02)
[9]流变地层地应力场中套管载荷的理论解[J]. 李平恩,殷有泉,苏先樾. 北京大学学报(自然科学版). 2007(01)
[10]非均匀地应力场中套管载荷的理论解[J]. 殷有泉,蔡永恩,陈朝伟,刘继生. 石油学报. 2006(04)
博士论文
[1]套管损坏的力学计算与判定[D]. 于洪金.大庆石油学院 2008
[2]套管损坏机理及理论模型与模拟计算[D]. 艾池.大庆石油学院 2003
[3]套损井修复过程中修复力的确定及水泥环损伤机理研究[D]. 姜民政.哈尔滨工程大学 2003
[4]大庆油田套管损坏机理研究[D]. 韩修廷.哈尔滨工程大学 2001
[5]套管抗挤强度研究[D]. 韩建增.西南石油学院 2001
硕士论文
[1]套管损坏机理及预防措施研究[D]. 王鸿君.西南石油学院 2005
[2]吉林油田套管损坏力学分析及计算[D]. 王臣.大庆石油学院 2005
[3]油层段套管损坏机理研究[D]. 唐波.西南石油学院 2003
本文编号：3224513
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