【摘要】：頁巖氣是一種重要的非常規(guī)天然氣,在我國儲量和產(chǎn)能潛力巨大。而壓裂是實(shí)現(xiàn)頁巖氣這種低滲油氣藏商業(yè)化開采的關(guān)鍵技術(shù)。在固井后進(jìn)行大型體積壓裂下,套管的受力狀態(tài)往往發(fā)生改變,而這些工況可能在設(shè)計(jì)套管時并沒有考慮進(jìn)去,最終導(dǎo)致套管被擠毀。本文對頁巖氣井壓裂過程中影響套管強(qiáng)度的因素進(jìn)行了分析與研究,總結(jié)了套管在相關(guān)復(fù)雜載荷下套管抗擠能力的計(jì)算模型。運(yùn)用ABAQUS有限元軟件與實(shí)驗(yàn)室室內(nèi)套管抗擠力學(xué)實(shí)驗(yàn)對套管復(fù)雜工況進(jìn)行模擬,并計(jì)算相應(yīng)工況下的套管抗擠能力,使用計(jì)算結(jié)果擬合了套管在復(fù)雜載荷下抗擠能力的計(jì)算公式。對復(fù)雜工況下校核套管抗擠強(qiáng)度提出新的計(jì)算方法,為后期套管抗擠強(qiáng)度校核提供參考依據(jù),從而保障頁巖氣套管在生產(chǎn)過程中的安全。論文的主要進(jìn)展工作和研究成果如下:(1)通過調(diào)研和分析國內(nèi)主要分段壓裂工藝與壓裂施工流程,明確了套管在壓裂過程中受到復(fù)雜載荷的因素,對壓裂改造中井筒產(chǎn)生的復(fù)雜載荷的原因進(jìn)行分析。(2)使用實(shí)驗(yàn)室自主設(shè)計(jì)的液壓式套管圍壓裝置模擬了套管在有無水泥環(huán)保護(hù)下,受到非均布應(yīng)力、套管偏心等工況。并通過實(shí)驗(yàn)得到的套管在不同工況下最大應(yīng)力值總結(jié)套管抗擠能力的變化規(guī)律,歸納套管在完整水泥環(huán)狀況下及套管彎曲時的抗擠能力計(jì)算模型。(3)使用ABAQUS有限元軟件模擬復(fù)雜載荷下套管所處的工況,計(jì)算套管在有水泥環(huán)保護(hù)下、受非均布應(yīng)力下,套管彎曲、套管偏心、水泥環(huán)缺失等工況下的抗擠能力值。并運(yùn)用計(jì)算結(jié)果擬合套管在相應(yīng)復(fù)雜載荷下的抗擠能力的計(jì)算公式。(4)通過復(fù)雜載荷下套管抗擠能力計(jì)算公式計(jì)算得到套管在不同工況下的抗擠能力,提出一種頁巖氣井復(fù)雜載荷下套管抗擠強(qiáng)度校核方法。并對一個典型現(xiàn)場擠毀套管進(jìn)行校核分析,提出相關(guān)建議與措施。
【圖文】：

（２）國內(nèi)外學(xué)者對套管在復(fù)雜載荷下的抗擠強(qiáng)度研究很多，但大多是在規(guī)律上的逡逑總結(jié)，對于實(shí)際套管設(shè)計(jì)指導(dǎo)有一定的局限性。逡逑（３）國內(nèi)外學(xué)者對套管抗擠強(qiáng)度的研究很多只是考慮單一方面的因素，，沒有一個逡逑系統(tǒng)的歸納與總結(jié)以設(shè)計(jì)復(fù)雜工況下的套管抗擠強(qiáng)度。逡逑１．３研究思路與主要內(nèi)容逡逑１．３．１研究思路逡逑在頁巖氣井壓裂增產(chǎn)過程中，壓裂容易破壞井筒完整性，導(dǎo)致水泥環(huán)被破壞，產(chǎn)生逡逑水力裂縫誘導(dǎo)應(yīng)力引起地應(yīng)力改變。因此在頁巖氣開發(fā)過程中，套管所受的載荷復(fù)雜多逡逑變，從而造成套管的損壞失效。本文通過調(diào)研國內(nèi)外現(xiàn)狀，對壓裂改造中井筒產(chǎn)生的復(fù)逡逑雜載荷的原因進(jìn)行分析，分別以室內(nèi)實(shí)驗(yàn)與有限元數(shù)值模擬對套管在復(fù)雜載荷下做相應(yīng)逡逑的工況分析，推導(dǎo)出了復(fù)雜載荷下套管抗擠能力計(jì)算經(jīng)驗(yàn)公式，建立了一套復(fù)雜載荷下逡逑套管抗擠強(qiáng)度校核理論，為頁巖氣井套管抗擠強(qiáng)度校核提供一個具有指導(dǎo)意義的依據(jù)。逡逑研究思路圖如圖１－１所不。逡逑￣￣邐相關(guān)文獻(xiàn)調(diào)研￣￣邐邐逡逑

然后利用壓差打開壓差滑套壓裂第一層，壓裂完成后投球加壓打開第一個投球滑套進(jìn)行逡逑壓裂，投球既可以封住下部己經(jīng)壓裂地層，也可以打開壓差滑套進(jìn)行木層壓裂，其工藝逡逑示意圖如圖２－１所示。逡逑１１１逡逑i兀耍停齲渝甕扼睿窩箍；弼qＭ逡逑ＶｙＴＴｐｉＨ邋ｈＭｒｇｌｉｌＷｌＨＭＰＢｌｌＩｌＫ逡逑Ｔ逡逑圖２－１裸眼封隔器加滑套投球分段裂�。囀疽鈭D逡逑技術(shù)特點(diǎn)：逡逑（１）
【學(xué)位授予單位】：西南石油大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TE931.2

【參考文獻(xiàn)】

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1 蔣可;李黔;陳遠(yuǎn)林;郭雪利;付永強(qiáng);李軍;;頁巖氣水平井固井質(zhì)量對套管損壞的影響[J];天然氣工業(yè);2015年12期

2 戴強(qiáng);;頁巖氣井完井改造期間生產(chǎn)套管損壞原因初探[J];鉆采工藝;2015年03期

3 陳占鋒;朱衛(wèi)平;狄勤豐;唐繼平;梁紅軍;;非均勻地應(yīng)力下套管偏心對抗擠強(qiáng)度的影響[J];上海大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2012年01期

4 唐穎;唐玄;王廣源;張琴;;頁巖氣開發(fā)水力壓裂技術(shù)綜述[J];地質(zhì)通報;2011年Z1期

5 張俊;劉妮妮;屈濤;;水泥環(huán)對磨損套管抗內(nèi)壓強(qiáng)度的影響研究[J];內(nèi)蒙古石油化工;2011年04期

6 蔣裕強(qiáng);董大忠;漆麟;沈妍斐;蔣嬋;何溥為;;頁巖氣儲層的基本特征及其評價[J];天然氣工業(yè);2010年10期

7 劉洪林;王紅巖;劉人和;趙群;林英姬;;中國頁巖氣資源及其勘探潛力分析[J];地質(zhì)學(xué)報;2010年09期

8 李子豐;張永貴;陽鑫軍;;蠕變地層與油井套管相互作用力學(xué)模型[J];石油學(xué)報;2009年01期

9 王力軍;于永南;李健;洪濤;聞濤;陳海陽;;非均勻地應(yīng)力下蠕變地層套管的載荷分布[J];中國石油大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2008年01期

10 王振光;管志川;魏學(xué)成;廖華林;毛國忠;;勝科1井鹽膏層段套管安全可靠性分析[J];石油鉆探技術(shù);2007年06期

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1 于浩;體積壓裂過程中套管失效機(jī)理研究[D];西南石油大學(xué);2015年

2 鄧燕;大位移井水力壓裂裂縫起裂機(jī)理研究及應(yīng)用[D];西南石油學(xué)院;2003年

本文編號：2704472