宋芳屯油田套损原因及预防措施研究

论文摘要

随着油田开发年限的延长,套损井数逐年增多,造成套损井不能正常生产,井控储量无法动用,开发方案的执行受到严重影响,而且给油田造成巨大经济损失,因此,如何治理和预防套损已成为油田生产中急需解决的问题。本文针对宋芳屯油田套损状况和实际数据,应用CAE工程仿真技术通过有限元数值模拟的方法主要研究以下几个方面:宋芳屯油田油水井生产参数变化与地应力变化规律;油水井参数变化引起的套管应力变化规律的三维仿真,模拟了油水井生产过程中的各生产参数的变化引起套管所承受的载荷的变化、泥岩进水以及射孔孔眼对套管有效应力的影响;泥岩蠕变对套管作用力分析。通过以上的分析研究,得出了套管损坏的原因和影响因素,并阐述对套管损坏原因的认识,进而给出了油水井套管损坏机理及预防措施建议。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 创新点摘要
• 前言
• 第1章 宋芳屯油田地质特征与开发现状
• 1.1 地质特征与开发现状
• 1.1.1 构造断层特征
• 1.1.2 储层特征
• 1.1.3 开发现状
• 1.1.4 目前套损状况
• 1.2 岩石力学参数与地应力
• 1.2.1 大庆泥岩力学参数
• 1.2.2 研究区块的现代地应力解析分析
• 第2章 宋芳屯油田油水井生产参数变化与地应力变化规律研究
• 2.1 注水引起油层温度与应力的变化
• 2.1.1 计算剖面
• 2.1.2 力学参数
• 2.1.3 建立模型
• 2.1.4 计算过程
• 2.2 提捞采油时地应力与套管外挤变化规律
• 2.2.1 原始地应力场的计算
• 2.2.2 提捞采油过程井底应力计算
• 2.3 注水过程井底套管挤压应力仿真
• 第3章 泥岩蠕变对套管的作用力分析
• 3.1 均匀地应力泥岩蠕变分析
• 3.2 非均匀地应力泥岩蠕变分析
• 3.2.1 计算模型
• 3.2.2 大庆泥岩粘性系数
• 3.2.3 大庆泥岩蠕变数值模拟参数
• 3.2.4 泥岩蠕变对套管外壁附加载荷的影响
• 3.2.5 蠕变仿真计算结果
• 3.3 泥岩粘性系数对套管附加载荷的影响
• 3.4 泥岩弹性模量对套管外载的影响规律
• 3.5 水泥环弹性模量对套管外载的影响规律
• 3.6 非均匀地应力作用下的套管强度设计
• 3.6.1 椭圆等效面积法
• 3.6.2 套管水泥环抗岩石蠕变非均匀外载强度
• 第4章 油水井套管损坏分析及预防措施建议
• 4.1 油水井套管损坏原因分析
• 4.1.1 注水温度与压力影响
• 4.1.2 提捞采油过程井底应力
• 4.1.3 井口压力变化与套管应力的关系
• 4.1.4 泥岩层段浸水前后的套管应力变化规律
• 4.1.5 套管射孔段应力强度随井筒压力变化规律
• 4.1.6 地层压力降低的影响
• 4.1.7 断层影响
• 4.1.8 油层与盖层交界面处的剪应力
• 4.1.9 套管损坏与地应力的关系
• 4.1.10 泥环弹性模量增加可以有效地降低套管应力
• 4.2 油水井套损预防措施的建议
• 4.2.1 高压注水井预防套损的建议
• 4.2.2 泥岩蠕变对套损影响的预防措施建议
• 4.2.3 提捞采油井预防套损的建议
• 4.2.4 适当降低相邻井间的压力梯度，保持注采平衡
• 4.2.5 开展对套管保护封隔器座封与密封性能的研究
• 4.2.6 开展地应力场与动态压力场分布规律的研究
• 4.2.7 开展对新井完井管柱设计研究
• 4.2.8 在危险层段使用高强度套管或加厚套管
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 详细摘要