华北油田套管上窜机理分析

论文摘要

华北油田油水井发生了套管上窜现象,究其原因是由地面沉降引起的,油水井套管上窜严重影响了油水井的寿命和油田的正常开发,近几年来套管上窜呈现上升趋势,由于地面沉降的不可逆性,一旦成灾将很难恢复。因此控制地面沉降,防止套管的继续上窜已成当务之急。本文从全国范围内整体上阐述了诱发地面沉降的各种原因和地面沉降现状,结合华北油田的实际情况通过历年来的统计数据和有限元数值模拟的方法对华北油田套管上窜的机理做了分析并得出了华北油田套管上窜是由地面沉降造成的,地面沉降的主要原因是地下水的过渡开采,油气资源的开采对地面沉降的影响不大,在井底处,固井使地层和油层套管固结在一起了,由于水泥环没有破坏,地层和油层套管间没有发生相对移动,因此套管不会因为油层的沉降而发生上窜的结论,以期对控制地面沉降,套管上窜的防灾减灾工作提供必要的理论依据。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 创新点摘要
• 第1章 绪论
• 1.1 地层沉降现象简介
• 1.2 地层沉降现状
• 1.3 地层沉降的危害
• 1.4 地层沉降的研究方法
• 1.4.1 油层开采引起的地层沉降研究现状
• 1.4.2 地下水开采引起的地层沉降研究现状
• 第2章 华北油田套管上窜统计分析
• 2.1 华北油田套管上窜平面分布
• 2.2 套管上窜在时间上的分布
• 2.3 套管上窜相关性统计分析
• 2.3.1 套管上窜与油层开采相关性分析
• 2.3.2 套管上窜与地下水开采相关性分析
• 第3章 地应力研究与计算
• 3.1 岩石力学参数测试
• 3.2 地应力概述
• 3.2.1 地应力的概念
• 3.2.2 地应力的测量方法
• 3.3 地应力模型的建立
• 3.3.1 垂向地应力确定方法
• 3.3.2 水平地应力确定方法
• 3.4 实际地应力计算
• 3.4.1 任丘油田地应力计算方法
• 3.4.2 河间东营地应力计算方法
• 第4章 地表沉降位移的有限元模拟分析与计算
• 4.1 地表沉降位移有限元分析理论和方法
• 4.1.1 岩石弹塑性本构关系的矩阵表述
• 4.1.2 可变形介质中流体的流动方程
• 4.1.3 耦合模型的边界条件
• 4.1.4 控制方程的有限元离散
• 4.2 河间区块地表沉降位移计算与分析
• 4.2.1 有限元分析模型建立与基本参数描述
• 4.2.2 开采前均匀储层地应力分析与计算
• 4.2.3 开采后均匀储层在不同孔隙流体压力作用下地表沉降位移计算
• 4.2.4 用开采后地表沉降位移来反分析储层不均匀压力
• 4.2.5 结论与认识
• 4.3 任丘区块地表沉降位移计算与分析
• 4.3.1 有限元分析模型建立与基本参数描述
• 4.3.2 开采前均匀储层地应力分析与计算
• 4.3.3 开采后均匀储层在不同孔隙流体压力作用下地表沉降位移计算
• 4.3.4 用开采后地表沉降位移来反分析储层不均匀压力
• 4.3.5 结论与认识
• 4.4 本章结论和认识
• 第5章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 详细摘要