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文檔簡(jiǎn)介
1、我國(guó)稠油資源十分豐富,在稀油資源日益緊缺的今天,對(duì)稠油開(kāi)采越來(lái)越重視,但在稠油開(kāi)采過(guò)程中出現(xiàn)大量的套管損壞問(wèn)題嚴(yán)重制約了稠油的開(kāi)采。本文研究熱采井井筒內(nèi)部應(yīng)力分布情況,分析各種固井方案的使用效果和套管損壞的原因,這對(duì)防止套管損壞和熱采井的套管設(shè)計(jì)有著重要的意義。 本文模擬套管在井下真實(shí)受力情況,建立了井筒實(shí)體模型。在注汽階段,井筒受到地應(yīng)力、注汽壓力和井筒受熱膨脹產(chǎn)生熱應(yīng)力的作用。為得到井筒內(nèi)部應(yīng)力分布,本文首先對(duì)熱采井井筒的載
2、荷進(jìn)行求解,包括使用Orkiszewski法對(duì)井筒內(nèi)蒸汽流態(tài)的判別,建立傳熱模型求解井筒溫度場(chǎng),應(yīng)用黃榮樽模型求解地應(yīng)力。在準(zhǔn)確求解載荷的基礎(chǔ)上,分別對(duì)現(xiàn)階段在稠油熱采井中常使用的常規(guī)固井、預(yù)應(yīng)力固井和使用熱應(yīng)力補(bǔ)償器方式,利用有限元軟件ANSYS對(duì)井筒模型進(jìn)行應(yīng)力數(shù)值模擬求解。通過(guò)分析數(shù)值結(jié)果,發(fā)現(xiàn)使用常規(guī)設(shè)計(jì)的套管在常規(guī)固井情況下套管在封隔器以下均發(fā)生不同程度的屈服;使用預(yù)應(yīng)力固井和使用熱應(yīng)力補(bǔ)償器的方法可以使套管在注汽階段處于彈性
3、狀態(tài),但安全余量很??;使用了保護(hù)套管措施后均不同程度惡化了水泥環(huán)與地層應(yīng)力狀況。在研究如何防止套管損壞措施時(shí),發(fā)現(xiàn)所有的熱應(yīng)力計(jì)算都僅考慮套管的單軸熱應(yīng)力對(duì)套管的影響,這樣的設(shè)計(jì)明顯不夠精確。 本文建立了一套應(yīng)用雙向應(yīng)力橢圓的對(duì)套管進(jìn)行雙軸預(yù)應(yīng)力方法,通過(guò)數(shù)值模擬對(duì)使用效果進(jìn)行驗(yàn)證。通過(guò)分析數(shù)值結(jié)果發(fā)現(xiàn),使用雙軸預(yù)應(yīng)力設(shè)計(jì)的套管有更大的使用安全系數(shù),不過(guò)也有與其它預(yù)應(yīng)力方法相同的缺點(diǎn),雙軸預(yù)應(yīng)力設(shè)計(jì)同樣惡化了水泥環(huán)與地層的應(yīng)力狀
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