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基于裂缝诱导应力场的套管应力影响因素分析 被引量：2
1
作者 杨钊 孙锐 +1 位作者 梁飞 刘照义 《石油机械》 北大核心 2023年第4期135-143,共9页
水平井分段压裂形成人工裂缝,产生的裂缝诱导应力场影响套管应力分布。为研究在裂缝诱导应力场作用下套管应力影响因素,基于理论公式和有限元分析方法,建立套管应力力学模型和裂缝-地层-水泥环-套管三维有限元模型,借助力学模型验证有... 水平井分段压裂形成人工裂缝,产生的裂缝诱导应力场影响套管应力分布。为研究在裂缝诱导应力场作用下套管应力影响因素,基于理论公式和有限元分析方法,建立套管应力力学模型和裂缝-地层-水泥环-套管三维有限元模型,借助力学模型验证有限元模型的可行性,模拟岩石弹性模量、套管内壁压力、水泥环弹性模量、地应力变化和施工排量对套管应力的影响,并针对徐深气田实际压裂段进行实例分析。研究结果表明:当岩石弹性模量低于15 GPa时,套管发生塑性形变,套管内壁无压力加剧了套管塑性变形程度;当套管内壁压力为100 MPa时,水泥环软硬程度对套管应力基本无影响;套管应力随着水泥环弹性模量的增大呈现增大的趋势,水泥环泊松比和软硬地层不改变套管应力变化趋势;随着地应力差值的增大,套管应力呈现减小的趋势;施工排量为16 m^(3)/min时,套管存在塑性变形,达到极限施工排量18 m^(3)/min时,套管完全失效。研究成果对压裂段套管的损坏防治具有一定的指导意义。 展开更多
关键词 水平井 压裂 套管应力 裂缝诱导应力 施工排量 套管内壁压力 施工排量
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页岩气井多簇压裂套管应力影响因素分析 被引量：2
2
作者 孙锐 梁飞 +2 位作者 杨钊 高丽 王宇 《石油机械》 北大核心 2023年第8期148-156,共9页
页岩气井储层改造多采用多簇压裂技术实现增产目的,同时也引发了套管失效问题。为研究多簇压裂对套管应力的影响,基于理论公式和有限元分析方法,建立套管应力力学计算模型和多簇裂缝-地层-水泥环-套管三维有限元模型,借助力学模型验证... 页岩气井储层改造多采用多簇压裂技术实现增产目的,同时也引发了套管失效问题。为研究多簇压裂对套管应力的影响,基于理论公式和有限元分析方法,建立套管应力力学计算模型和多簇裂缝-地层-水泥环-套管三维有限元模型,借助力学模型验证有限元模型的可行性,模拟裂缝簇数、岩石弹性模量、水泥环弹性模量、套管内壁压力和地应力变化对套管应力的影响,并针对威荣区块某井压裂段进行实例分析。研究结果表明:套管应力随着裂缝倾角θ的增大而减小,θ=15°为套管应力风险值;套管应力随着压裂簇数的增加整体呈现先小幅增大后减小的趋势;套管应力随着岩石弹性模量的增大而减小,当岩石弹性模量低于45 GPa时,套管应力随着水泥环的硬度增强而增大;套管应力随着水泥环弹性模量的增大而增大,变内压不会改变套管应力变化趋势;套管应力随套管内壁压力的增大而增大,地应力差值的变化不改变套管应力变化趋势;随着地应力差值的增大,套管应力呈现增大的趋势。研究成果对多簇压裂套管的损坏防治具有一定的指导意义。 展开更多
关键词 多簇压裂 套管应力 多簇裂缝诱导应力场 裂缝簇数 地应力场 页岩气井
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温-压耦合作用下断层滑移对套管应力的影响
3
作者 林魂 宋西翔 +3 位作者 杨兵 袁勇 张健强 孙新毅 《石油机械》 北大核心 2023年第6期136-142,158,共8页
页岩气水平井段在压裂过程中容易诱发天然断层滑移,进而导致套管产生失效变形,影响页岩气生产。为研究断层滑移对水平段套管应力的影响机制,采用数值模拟的方法,借助ANSYS软件,建立了断层滑移有限元模型,研究在温-压耦合作用下的断层夹... 页岩气水平井段在压裂过程中容易诱发天然断层滑移,进而导致套管产生失效变形,影响页岩气生产。为研究断层滑移对水平段套管应力的影响机制,采用数值模拟的方法,借助ANSYS软件,建立了断层滑移有限元模型,研究在温-压耦合作用下的断层夹角、注液温差和水泥环弹性模量对套管应力的影响。研究结果表明:考虑温-压耦合作用会提高断层滑移对套管应力的影响;断层夹角越大,套管应力的增长幅度越小,且断层夹角越大,温-压耦合效应越明显;注液温差提高了断层滑移对套管应力的影响,当注液温差超过100℃时,套管应力会出现较大增幅;套管应力随水泥环弹性模量的增加呈现出先减小后增大的趋势,当滑移距离超过4 mm后,水泥环对套管的保护作用将大幅下降。研究结果可为预防页岩气井水平段套管失效变形提供一定参考。 展开更多
关键词 页岩气水平井 压裂 温-压耦合 断层滑移 套管应力 断层夹角 有限元
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页岩储层各向异性对套管应力影响敏感性研究 被引量：10
4
作者 席岩 李军 +2 位作者 柳贡慧 付永强 李玉梅 《特种油气藏》 CAS CSCD 北大核心 2016年第6期128-132,共5页
页岩储层各向异性特征明显,基于岩石横向各向同性本构关系理论,建立了套管—水泥环—地层组合体三维有限元模型,对页岩储层各向异性及其与非均匀地应力、水泥石力学特性、水泥环形态的耦合作用对套管应力的影响进行研究。研究结果表明:... 页岩储层各向异性特征明显,基于岩石横向各向同性本构关系理论,建立了套管—水泥环—地层组合体三维有限元模型,对页岩储层各向异性及其与非均匀地应力、水泥石力学特性、水泥环形态的耦合作用对套管应力的影响进行研究。研究结果表明:页岩储层各向异性增大了套管应力,增加了套管损坏的风险;地应力非均匀度越高,储层各向异性对于套管应力的影响越大;水泥石力学特性不变时,考虑储层各向异性时套管应力比不考虑时高;套管偏心时,在套管应力较小的区域,考虑各向异性时比不考虑各向异性时更小,在套管应力较大的区域,考虑各向异性时要比不考虑各向异性时更大。研究结果对于解决多级压裂过程中的套管损坏问题,提高页岩气开发产能具有重要的理论和应用价值。 展开更多
关键词 页岩气 各向异性 地应力 有限元 套管应力
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蠕变地层水泥环特性对套管应力的影响 被引量：8
5
作者 冯福平 赵恩远 +2 位作者 艾池 李玉伟 金春玉 《石油钻采工艺》 CAS CSCD 北大核心 2012年第4期36-39,共4页
蠕变地层套管应力计算是采取套损预防措施的依据,目前采用非均匀地应力作为套管水泥环力学模型边界条件的套管应力计算方法与实际情况不符。提出了蠕变地层套管应力计算应将均匀地应力作为其边界条件的有限元力学模型,并分析了水泥环椭... 蠕变地层套管应力计算是采取套损预防措施的依据,目前采用非均匀地应力作为套管水泥环力学模型边界条件的套管应力计算方法与实际情况不符。提出了蠕变地层套管应力计算应将均匀地应力作为其边界条件的有限元力学模型,并分析了水泥环椭圆度和弹性模量对套管应力的影响:当水泥环弹性模量小于等于地层弹性模量时,套管最大应力出现在最小水平地应力方向,反之则出现在最大水平地应力方向;套管峰值应力随着水泥环椭圆度的增大而增加,套管由缩颈损坏转变为挤扁损坏;蠕变地层水泥环弹性模量与地层弹性模量和井眼椭圆度之间存在合理的匹配关系,改变水泥环弹性模量是降低蠕变地层套管应力的最有效方法。该规律的得出有助于加深套损机理的认识和套损预防措施的实施。 展开更多
关键词 蠕变地层 水泥环 套管应力 弹性模量 套管损坏
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易坍塌地层椭圆形井眼内套管应力的有限元分析 被引量：25
6
作者 李军 陈勉 +1 位作者 张广清 张辉 《石油大学学报（自然科学版）》 EI CSCD 北大核心 2004年第2期45-48,共4页
根据多孔弹性理论 ,对易坍塌地层井壁围岩的应力分布进行了分析 ,得出了易坍塌地层的井眼为椭圆形的结论。针对易坍塌地层的特点 ,用有限元方法分析了套管在椭圆形水泥环条件下的应力分布。数值计算结果表明 ,在保证固井质量的前提下 ,... 根据多孔弹性理论 ,对易坍塌地层井壁围岩的应力分布进行了分析 ,得出了易坍塌地层的井眼为椭圆形的结论。针对易坍塌地层的特点 ,用有限元方法分析了套管在椭圆形水泥环条件下的应力分布。数值计算结果表明 ,在保证固井质量的前提下 ,椭圆形水泥环有利于改善易坍塌地层套管的应力状态 ,应该在设计中予以考虑。但是 ,扩大井眼尺寸会影响到固井质量 。 展开更多
关键词 井眼 套管应力 有限元分析技术 易坍塌地层 井壁 多孔弹性理论 固井技术
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定向井套管应力随地应力条件的变化规律研究 被引量：10
7
作者 李军 陈勉 张辉 《石油学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第1期109-112,共4页
基于坐标变换方法建立了适用于任意井眼轨迹的定向井套管应力三维有限元计算模型。以室内岩心试验结果和现场常用套管尺寸为基础,研究了三种不同地应力条件下软、硬地层内套管最大有效应力随井斜角、方位角的变化规律。地应力条件包括:... 基于坐标变换方法建立了适用于任意井眼轨迹的定向井套管应力三维有限元计算模型。以室内岩心试验结果和现场常用套管尺寸为基础,研究了三种不同地应力条件下软、硬地层内套管最大有效应力随井斜角、方位角的变化规律。地应力条件包括:上覆岩层压力为最大主应力且水平地应力均匀,上覆岩层压力为最大主应力且水平地应力非均匀,上覆岩层压力为中间主应力。计算结果表明,复杂的原地应力场、井眼轨迹及地层性质对定向井套管的受力状态有重要影响,各种组合条件下均存在井眼轨迹优选值。在油井设计时,应充分考虑这些特点,合理确定井眼轨迹。 展开更多
关键词 定向井 套管应力 地应力 井眼轨迹 有限元分析
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温-压作用下水泥环缺陷对套管应力的影响 被引量：14
8
作者 郭雪利 李军 +1 位作者 柳贡慧 范明涛 《石油机械》 北大核心 2018年第4期112-118,共7页
在页岩气水平井多级分段压裂施工中,由于压裂段固井质量较差,当井筒温度和压力急剧变化时,套管失效风险会大大增加。在现场完井和压裂施工数据基础之上,综合考虑压裂压力和井底温度变化,建立了不同水泥环形态的套管-水泥-地层组合体模型... 在页岩气水平井多级分段压裂施工中,由于压裂段固井质量较差,当井筒温度和压力急剧变化时,套管失效风险会大大增加。在现场完井和压裂施工数据基础之上,综合考虑压裂压力和井底温度变化,建立了不同水泥环形态的套管-水泥-地层组合体模型,研究压裂过程中水泥环缺失、压裂压力和温度变化对套管应力的影响。计算结果表明:压裂施工中,当以大排量向井筒内泵入压裂液时,井底温度显著降低;如果施工压力较大、水泥环出现窜槽缺失,则套管会产生应力集中,这将急剧增加套管应力,大大增加套管失效风险。固井质量对井筒完整性至关重要,同时必须将压裂液温度、排量和施工压力控制在合理范围,从而保证压裂过程中套管的安全。 展开更多
关键词 固井质量 套管应力 水泥环缺失 压裂压力 页岩气井 套管失效
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页岩气井温压耦合下固井质量对套管应力的影响 被引量：31
9
作者 范明涛 柳贡慧 +3 位作者 李军 郭雪利 何淼 李梦博 《石油机械》 2016年第8期1-5,共5页
四川地区部分页岩气井在采用大排量分段压裂工艺施工过程中出现套管变形的现象,严重影响了页岩气井的正常生产。为此,运用ABAQUS软件建立了温压耦合下的套管-水泥环-地层受力有限元模型,模拟压裂过程中套管应力以及组合体温度场分布特征... 四川地区部分页岩气井在采用大排量分段压裂工艺施工过程中出现套管变形的现象,严重影响了页岩气井的正常生产。为此,运用ABAQUS软件建立了温压耦合下的套管-水泥环-地层受力有限元模型,模拟压裂过程中套管应力以及组合体温度场分布特征,分析了不同注液温度下,套管偏心及水泥环缺失对套管应力的影响规律。研究结果表明:大排量压裂施工中,套管应力随着偏心距的增加而减小,温降对套管应力的影响较大;不同注液温度下,套管应力随水泥环周向缺失的变化规律基本一致,温降对套管应力的影响呈先降后增趋势;水泥环径向缺失位置以及深度的变化对套管应力的影响较小,温度变化是主控因素;套管偏心下,水泥环缺失以及温降的共同作用均会增加套管应力。研究成果可为页岩气开发提供理论指导。 展开更多
关键词 页岩气 压裂 温压耦合 有限元分析 套管应力
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体积压裂过程中岩性界面对套管应力影响研究 被引量：10
10
作者 席岩 李军 +3 位作者 梅博文 张华礼 连威 黄纪勇 《石油机械》 北大核心 2018年第5期115-121,共7页
页岩气井压裂过程中套管变形问题显著,岩性界面是导致套管变形的重要影响因素。基于页岩气井压裂工程实际,建立了套管-水泥环-地层有限元模型,采用解析法和数值法结合的方式,计算了页岩储层各向异性、瞬态温度-压力耦合作用以及岩性界... 页岩气井压裂过程中套管变形问题显著,岩性界面是导致套管变形的重要影响因素。基于页岩气井压裂工程实际,建立了套管-水泥环-地层有限元模型,采用解析法和数值法结合的方式,计算了页岩储层各向异性、瞬态温度-压力耦合作用以及岩性界面对套管应力的影响。研究结果表明:相比各向同性储层,页岩储层各向异性提高了套管应力,弹性模量各向异性相比泊松比各向异性更为敏感;瞬态温度-压力耦合作用下套管应力先增大后减小,压裂液排量越大,套管应力越高;岩性界面大幅提高了套管应力,是导致套管产生变形的重要原因。研究结果可为页岩气井压裂过程中套管完整性设计和控制提供参考。 展开更多
关键词 套管变形 岩性界面 瞬态温度-压力耦合 套管应力 体积压裂
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页岩气压裂井瞬态温-压耦合对套管应力的影响 被引量：6
11
作者 郭雪利 李军 +1 位作者 柳贡慧 付永强 《石油机械》 北大核心 2018年第5期89-94,98,共7页
页岩气井压裂过程中,压裂液通过大排量方式注入井筒,井底温度会急剧降低,同时高泵压也增加套管受力,加剧套管失效风险。鉴于此,建立了压裂过程中套管-水泥环-地层组合体瞬态温-压耦合模型,着重分析施工排量、注入温度和施工压力对套管... 页岩气井压裂过程中,压裂液通过大排量方式注入井筒,井底温度会急剧降低,同时高泵压也增加套管受力,加剧套管失效风险。鉴于此,建立了压裂过程中套管-水泥环-地层组合体瞬态温-压耦合模型,着重分析施工排量、注入温度和施工压力对套管应力的影响。研究结果表明:流变参数会影响对流换热系数,继而影响井底温度的变化,应该选择合理的流变参数,改善压裂液与井筒之间的对流换热;排量增加会迅速降低井底温度,增大套管应力,且原始储层温度越高,温度降低幅度也越大,套管应力增加越多;套管应力随压裂液注入温度降低而增加;合理的施工压力有助于降低套管应力。因此合理的施工泵排量、压裂液注入温度以及施工压力,能有效减小压裂过程中井底温度差,从而改善套管受力,保证压裂过程中套管的安全。 展开更多
关键词 流变参数 温-压耦合 瞬态温度场 套管应力 页岩气压裂
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温-压耦合作用下水泥环参数对套管应力影响 被引量：7
12
作者 郭雪利 李军 柳贡慧 《科学技术与工程》 北大核心 2018年第13期224-231,共8页
套管应力的准确计算是保证井筒完整性的重要基础;但现有理论直接将地应力加载到模型中,计算所得的位移场包含了地层在原始构造应力下所产生的位移;而此位移并非是钻开井眼后所产生的,这样就会对套管应力的计算产生影响。在原有模型基础... 套管应力的准确计算是保证井筒完整性的重要基础;但现有理论直接将地应力加载到模型中,计算所得的位移场包含了地层在原始构造应力下所产生的位移;而此位移并非是钻开井眼后所产生的,这样就会对套管应力的计算产生影响。在原有模型基础之上,消除了原始构造应力所产生的位移,建立井筒组合体温-压耦合模型。根据弹性理论,由界面应力、位移连续性条件,推导了组合体在温度和压力共同作用下的应力解析解。研究了水泥环弹性模量、泊松比和厚度对套管应力的影响规律。结果表明,对于低弹性模量的地层,现有模型的套管应力计算值远远高;对于高弹性模量地层会低。对于不同水泥环泊松比,现有模型计算值低。水泥环厚度较小时,现有模型计算值偏高;较大时则偏低。由此可见现有模型存在一定的差异,尤其是对于低弹性模量地层,需要对现有模型进行修正,才能为水泥环参数设计提供正确的理论指导。 展开更多
关键词 初始地应力 温-压耦合 套管应力 水泥环性质 页岩气压裂
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力边界法向量在套管应力数值分析中的应用 被引量：3
13
作者 郑传奎 覃成锦 高德利 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第9期87-89,共3页
传统法向量求解方法仅适用于简单几何边界问题。国际上大型有限元软件(如ABAQUS)虽然能给出一般边界法向量,但非专业人员无法了解其内核理论。因此,深入研究任意边界法向量数值理论十分必要。等参元边界法向量的数值计算方法,是基于石... 传统法向量求解方法仅适用于简单几何边界问题。国际上大型有限元软件(如ABAQUS)虽然能给出一般边界法向量,但非专业人员无法了解其内核理论。因此,深入研究任意边界法向量数值理论十分必要。等参元边界法向量的数值计算方法,是基于石油套管复杂力边界法向量理论研究和工程需要提出的。自然坐标和物理坐标之间映射关系的建立,便于应用等参单元对任意几何形状求解域进行有限元离散。依此将多元函数微分方程求解方法与有限元等参变换方法相结合,建立起等参元边界法向量数学计算模型,并编制出相应的计算软件。该理论的应用,能够更加准确模拟石油套管管内流体、地层蠕变等复杂地质条件下,套管壁上的力边界法向量问题。从而能彻底解决复杂套管力边界法向量问题;能够提高套管强度计算精度、优化套管设计程序。所得等参元力边界法向量数值理论及计算软件,普遍适用于一般边界法向量问题。算例给出两类力边界法向量数值方法,套管外壁法向量数值解与解析解对比分析表明,该方法简单,精度高。 展开更多
关键词 法向量 切向量 套管设计 套管强度 套管应力 数值分析
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注蒸汽井套管应力的数值计算与工业应用 被引量：6
14
作者 余中红 刘大伟 +1 位作者 王立洋 郑之初 《力学与实践》 CSCD 北大核心 2008年第1期66-69,46,共5页
在注蒸汽吞吐井的井筒应力模型中引入井筒温度场,利用ANSYS软件对不同约束条件下井筒的应力场进行了计算.结果表明,最大热应力发生在套管内壁,超过了N80套管的弹性屈服极限,最大热膨胀发生在温度过渡区.当套管周围掏空时,热应变远大于... 在注蒸汽吞吐井的井筒应力模型中引入井筒温度场,利用ANSYS软件对不同约束条件下井筒的应力场进行了计算.结果表明,最大热应力发生在套管内壁,超过了N80套管的弹性屈服极限,最大热膨胀发生在温度过渡区.当套管周围掏空时,热应变远大于材料的弹性极限应变,是诱发热采井套管变形损坏的主要原因.为此提出了相应的套管损坏防治措施,在油田现场采用厚壁合金钢TP120TH套管完井,试验结果验证了防治措施的有效性. 展开更多
关键词 蒸汽吞吐井 套管应力场 数值模拟 套管变形 现场试验
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油井套管应力检测仪器研制与应用 被引量：2
15
作者 王忠义 马文中 +2 位作者 周志彬 李自平 齐向阳 《测井技术》 CAS CSCD 2007年第2期163-165,共3页
利用逆磁致伸缩效应的铁磁材料应力无损检测技术在无损检测领域中已经发展成熟。在此基础上,开发了一种可以在套管发生塑性形变之初就可能给出套管损坏预报的油井套管应力检测仪。它在大庆油田5口套损井的检测试验表明:该仪器对套管微... 利用逆磁致伸缩效应的铁磁材料应力无损检测技术在无损检测领域中已经发展成熟。在此基础上,开发了一种可以在套管发生塑性形变之初就可能给出套管损坏预报的油井套管应力检测仪。它在大庆油田5口套损井的检测试验表明:该仪器对套管微变形反映明显,此方法在套管检测方面具有其优势。 展开更多
关键词 油井套管损坏 磁法无损检测技术 逆磁致伸缩效应 套管应力检测仪
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井下封隔器封隔时套管应力的测试与计算 被引量：5
16
作者 夏元白 张平 +2 位作者 孙广领 冯先义 刘杰 《石油矿场机械》 1997年第5期11-15,共5页
为提高封隔器使用的可靠性，对封隔器在模拟试验装置中进行了模拟井下实况的受力试验，测定了套管的应变，并用最小二乘法对测试数据进行处理，得到了封隔器坐封时套管壁产生的应力计算公式，及套管壁应力的分布情况。这对封隔器设计和... 为提高封隔器使用的可靠性，对封隔器在模拟试验装置中进行了模拟井下实况的受力试验，测定了套管的应变，并用最小二乘法对测试数据进行处理，得到了封隔器坐封时套管壁产生的应力计算公式，及套管壁应力的分布情况。这对封隔器设计和现场使用具有一定的指导意义。 展开更多
关键词 封隔器 测试 套管应力 计算 油井 井下封隔器
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电磁法检测石油套管应力的试验研究 被引量：1
17
作者 孟凡顺 王璐 +1 位作者 邓瑞 伊天宇 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2019年第6期245-248,共4页
根据逆磁致伸缩效应及电磁感应原理,针对石油套管的结构,研制了四个感应探头的电测仪器。利用该仪器对石油套管在三点弯载荷作用下进行了电磁检测试验,电磁信号与应力的变化呈现很高的一致性。结果表明,基于电磁感应原理检测石油套管应... 根据逆磁致伸缩效应及电磁感应原理,针对石油套管的结构,研制了四个感应探头的电测仪器。利用该仪器对石油套管在三点弯载荷作用下进行了电磁检测试验,电磁信号与应力的变化呈现很高的一致性。结果表明,基于电磁感应原理检测石油套管应力的方法是有效可行的。 展开更多
关键词 逆磁致伸缩效应 电磁感应 电磁检测 预防套损 套管应力
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套管应力检测传感器技术
18
作者 王铁流 《测井技术》 CAS 2021年第3期266-266,共1页
随着油田注水开发采油技术的持续推进,伴随而来的套管损伤(套损)问题严重地制约油田的发展,一种用于油井钢套管的应力检测技术为解决套损的预测预报带来了突破。套损预测预报的核心是套管应力状况检测,根据油井的应力分布状况才能进行... 随着油田注水开发采油技术的持续推进,伴随而来的套管损伤(套损)问题严重地制约油田的发展,一种用于油井钢套管的应力检测技术为解决套损的预测预报带来了突破。套损预测预报的核心是套管应力状况检测,根据油井的应力分布状况才能进行套损评价与预测。应力检测仪器能获取油井的应力分布状况,该仪器的核心是应力传感器及其信号提取技术。 展开更多
关键词 套管损伤 套管应力 套损预测 采油技术 应力检测 应力传感器 检测传感器 油田注水开发
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不均匀磨损深度对套管应力的影响研究 被引量：8
19
作者 严攀 李军 +2 位作者 柳贡慧 宋学锋 任凯 《石油机械》 北大核心 2018年第3期12-16,21,共6页
为研究套管内壁不均匀磨损深度对套管抗挤强度和套管应力的影响,建立了磨损套管-水泥环-围岩组合体力学模型,应用有限元分析软件和ISO 10400推荐的套管抗挤强度计算模型对不同磨损深度下的套管应力和抗挤强度进行计算。计算结果表明:套... 为研究套管内壁不均匀磨损深度对套管抗挤强度和套管应力的影响,建立了磨损套管-水泥环-围岩组合体力学模型,应用有限元分析软件和ISO 10400推荐的套管抗挤强度计算模型对不同磨损深度下的套管应力和抗挤强度进行计算。计算结果表明:套管最大外挤力和套管抗挤强度与不均匀磨损深度之间均呈线性关系,随着不均匀磨损深度的增加,套管最大外挤力缓慢增大,而套管抗挤强度显著降低;随着不均匀磨损深度的增加,最大磨损深度处套管内壁应力显著增加,而未磨损处套管内壁应力几乎不受影响;随着不均匀磨损深度的增加,最大磨损深度处套管外挤力逐渐减小,而磨损边缘处套管外挤力显著增大;当套管内壁不均匀磨损深度达2.4 mm时,套管抗挤强度降幅达26%,此时套管存在挤毁风险。研究结果可为页岩气藏开发中磨损套管应力分析提供参考。 展开更多
关键词 不均匀磨损 磨损深度 套管应力 抗挤强度 页岩气藏
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深部倾斜盐岩地层套管应力及变形研究 被引量：2
20
作者 韩伟民 闫怡飞 闫相祯 《石油机械》 北大核心 2019年第11期111-117,共7页
针对川东北盐岩地层套管挤毁变形问题,建立了深部倾斜盐岩地层-水泥环-套管组合体三维有限差分模型,研究了非均匀地应力作用下地层倾角、井斜角、盐岩地层厚度及盐岩力学参数对套管等效应力和变形量的影响。研究结果表明:蠕变1 a时,套... 针对川东北盐岩地层套管挤毁变形问题,建立了深部倾斜盐岩地层-水泥环-套管组合体三维有限差分模型,研究了非均匀地应力作用下地层倾角、井斜角、盐岩地层厚度及盐岩力学参数对套管等效应力和变形量的影响。研究结果表明:蠕变1 a时,套管内壁最大等效应力和套管内径最大变形量随着地层倾角和井斜角的增大而同时增大,且地层倾角的影响程度明显大于井斜角,随着盐岩地层岩石力学性质的增强而同时降低,即层间岩石力学性质差异越小,套管安全系数越高;当地层倾角和井斜角较大时,套管的最大变形量随着盐岩地层厚度的增大呈线性增加;利用建立的三维数值模型可以对一定地质条件下的深部倾斜盐岩地层套管的变形趋势进行重现和预测。研究结果对于预防和解决川东北油气田盐岩地层套管损坏问题、优化盐岩地层钻井设计及套管强度设计具有较高的理论参考价值。 展开更多
关键词 盐岩地层 套管应力 套管变形 地层倾角 井斜角 等效应力 有限差分模型
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