川西地区深层气井APR测试管柱受力分析

发布时间：2017-06-08 10:02

  本文关键词：川西地区深层气井APR测试管柱受力分析，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：APR测试工艺是由美国哈里伯顿公司研发的一种能够适用于高温高压高含硫化氢等复杂地层的测试工艺技术,在测试中可根据实际需求在不起下测试管柱的情况下实现多次开关井作业。常规测试工艺与基于APR的测试工艺相比,在测试过程中需反复起下管串,易疲劳失效,不利于测试作业时的井下安全。APR射孔-酸压-测试三联作工艺具有操作简单、测试周期短、施工效率高等优势,可以用于具有复杂工程地质特征的川西深部地层。本文针对川西地区深层气井APR测试工艺开展了如下研究：(1)川西地区工程地质特征分析结果表明：主力探层为裂缝发育的海相雷口坡组和茅口坡组,埋深5500～7000 m,地层压力系数为1.10～1.90,地温梯度为0.021℃～0.028℃/m,硫化氢含量为0.39%～3.53%；现有APR测试管柱,仅能在功能上满足替喷测试需求。(2)分别建立射孔、酸压和产能测试过程中的井筒温度压力预测模型；分析结果表明：酸压过程中的温度压力模型预测结果与现场实测结果吻合较好,误差仅为3%；酸压中,井筒温度随着注入时间和注入排量增加而减小,井筒压力随注入排量的增大而减小；产能测试中,井筒温度随产量的增加而增大,井口和井底压力差随测试产量的增大而增加。(3)基于不同联作测试阶段时的温度压力预测结果,建立起综合考虑温度效应、鼓胀效应、活塞效应和测试管柱屈曲等影响下的联作测试管柱强度预测模型并编制了测试管柱强度预测计算机程序；并在模型中给出了不同工况下的测试管柱轴向力、轴向应力、径向应力、周向应力、合成应力和安全系数的计算方法。(4)对川西地区深部地层APR三联作测试作业参数进行了优选(酸压),优选参数结果为：酸液密度1.50 g/cm3,油压95 MPa,井口回压40 MPa；优选三联作测试管串结构为(井口至井底)：ΦD88.9mm×7.34 mm×1000 m+Φ88.9 mm×6.45 mm×4000 m+Φ73 mm×5.51 mm×2000 m;测试管串最危险位置为井口(酸压),井口最小屈服安全系数1.33；优选出的三联作测试管柱强度能够满足川西地区复杂深井的测试需求。本文研究成果不仅能够为川西地区深层气井APR测试工艺技术提供指导,还能为类似地层的APR测试工艺提供借鉴。
【关键词】：川西地区 深井测试 APR测试 强度校核
【学位授予单位】：西南石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TE931.2
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-9
• 第1章 绪论9-15
• 1.1 研究的目的及意义9
• 1.2 国内外研究现状9-13
• 1.2.1 国外井下管柱力学研究现状9-11
• 1.2.2 国内井下管柱力学研究现状11-13
• 1.3 研究内容及技术路线13-15
• 1.3.1 研究内容13
• 1.3.2 研究技术路线13-15
• 第2章 川西深层气藏工程地质特征与测试工艺15-27
• 2.1 川西深层气藏工程地质特征15-19
• 2.1.1 构造特征16
• 2.1.2 储层特征16-19
• 2.1.3 流体特征19
• 2.1.4 温压系统19
• 2.1.5 气藏类型19
• 2.1.6 气藏产能19
• 2.2 川西深层气井测试工艺现状19-22
• 2.2.1 基本APR测试管柱20-21
• 2.2.2 APR射孔-酸压-测试联作管柱21-22
• 2.3 川西深层气井测试难点分析22-25
• 2.3.1 川西深层工况条件苛刻22-23
• 2.3.2 川西深层施工工艺复杂23-25
• 2.4 小结25-27
• 第3章 井筒压力温度预测模型27-43
• 3.1 酸压作业井筒温度压力预测模型27-34
• 3.1.1 酸压作业井筒温度场数学模型27-31
• 3.1.2 酸压作业井筒压力场数学模型31-32
• 3.1.3 酸压作业温度压力计算算例32-34
• 3.2 产能测试(求产)中井筒温度压力预测模型34-40
• 3.2.1 产能测试中井筒压力场数学模型34-35
• 3.2.2 产能测试中井筒温度场数学模型35-37
• 3.2.3 热物性参数的确定37-39
• 3.2.4 压力场温度场耦合求解步骤39
• 3.2.5 产能测试温度压力计算算例39-40
• 3.3 其他作业工况温度压力分布规律40-42
• 3.4 小结42-43
• 第4章 测试管柱受力分析与强度设计43-65
• 4.1 测试管柱力学模型建立43-53
• 4.1.1 测试管柱基本效应43-46
• 4.1.2 测试管柱轴向力分析46-50
• 4.1.3 测试管柱应力、变形分析算法设计50-53
• 4.2 测试管柱不同工况变形分析53-56
• 4.2.1 测试管柱作业工况53
• 4.2.2 下管柱作业53-54
• 4.2.3 座封作业54
• 4.2.4 射孔作业54-55
• 4.2.5 酸压作业55
• 4.2.6 关井作业55-56
• 4.2.7 产能测试56
• 4.3 测试管柱强度校核56-57
• 4.4 程序编制及分析57-64
• 4.4.1 软件结构及功能特点58
• 4.4.2 软件的主要模块58-64
• 4.5 小结64-65
• 第5章 测试管柱受力分析应用实例65-79
• 5.1 川西X井测试管柱酸压施工参数优选65-75
• 5.1.1 X井油管、套管基础数据65-66
• 5.1.2 测试管柱在不同工况的变形量66-68
• 5.1.3 酸压施工参数优选68-75
• 5.1.4 现场酸压施工概况75
• 5.2 川西XX井测试管柱强度设计75-77
• 5.2.1 油管尺寸及强度选择75-77
• 5.2.2 强度设计结果77
• 5.3 小结77-79
• 第6章 结论及建议79-81
• 6.1 结论79
• 6.2 建议79-81
• 致谢81-82
• 参考文献82-85

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