近年來(lái),為了達(dá)到地質(zhì)避水的目的,塔河油田在施工過程中就將側(cè)鉆點(diǎn)提高到泥巖地層。而泥巖地層又容易引起井壁失穩(wěn),為了解決造斜段泥巖井壁垮塌問題,傳統(tǒng)的解決方式采用增加套管的層次。下入常規(guī)套管會(huì)導(dǎo)致完井井眼尺寸無(wú)法滿足生產(chǎn)的需要。采用實(shí)體膨脹管技術(shù)穩(wěn)定容易垮塌的泥巖井段,以達(dá)到增大完井井眼尺寸的目的。實(shí)體膨脹管在施工過程中,需要了解膨脹套管所需要的膨脹力,有必要研究膨脹速度、膨脹管材料力學(xué)性質(zhì)、膨脹工具結(jié)構(gòu)參數(shù)等因素對(duì)膨脹力的影響,為制定合理的膨脹參數(shù)提供理論依據(jù)。本論文根據(jù)塔河油田實(shí)際的現(xiàn)場(chǎng)施工作業(yè)情況,利用彈塑性力學(xué),建立了實(shí)體膨脹管有限元?jiǎng)恿W(xué)分析模型,采用了中心差分法,在考慮邊界條件后,對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了求解,模擬并分析了膨脹率、屈服強(qiáng)度、井眼曲率、膨脹錐角、膨脹速度、摩擦系數(shù)等因素對(duì)實(shí)體膨脹管膨脹力的影響,研究了膨脹后的實(shí)體膨脹管的幾何參數(shù)、殘余應(yīng)力對(duì)膨脹后套管強(qiáng)度的影響。根據(jù)塔河油田實(shí)體膨脹管現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)參數(shù),將理論模型與實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行了對(duì)比,驗(yàn)證了模型的合理性。研究結(jié)果表明,實(shí)體膨脹管在膨脹過程初期,最大等效應(yīng)力發(fā)生套管內(nèi)璧處,隨著膨脹錐的移動(dòng),在套管膨脹后期,其等效應(yīng)力減小,最后只剩下殘余應(yīng)力。實(shí)體膨脹管膨脹過程需要的膨脹力會(huì)隨著井眼曲率、套管膨脹率、摩擦系數(shù)、材料屈服強(qiáng)度等參數(shù)的升高而升高。通過優(yōu)化膨脹錐的角度,能夠使套管和膨脹錐之間產(chǎn)生的摩擦力大幅度降低,膨脹錐的角度通常在10°附近所需的膨脹力最小。膨脹速度對(duì)實(shí)體膨脹管膨脹過程的各參數(shù)變化影響較小。通過分析實(shí)體膨脹管膨脹后的殘余應(yīng)力及其套管抗擠強(qiáng)度的影響因素,采用有限元法對(duì)實(shí)體膨脹管膨脹后的抗擠強(qiáng)度進(jìn)行了仿真。實(shí)體膨脹管膨脹后的抗擠強(qiáng)度主要受殘余應(yīng)力的影響,壁厚不均度與套管不圓度也會(huì)影響實(shí)體膨脹管膨脹后的抗擠強(qiáng)度。實(shí)體膨脹管發(fā)生不均勻變形且殘余應(yīng)力較大的情況下,實(shí)體膨脹管的抗擠強(qiáng)度會(huì)大幅度減小。本論文的研究結(jié)果對(duì)實(shí)體膨脹管技術(shù)的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用提供了可靠的理論支持。
【學(xué)位單位】：西南石油大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TE93
【部分圖文】：

圖１－２實(shí)體膨脹管技術(shù)的工程應(yīng)用??對(duì)于單一井徑實(shí)體膨脹管而言，

圖１－３反映了其膨脹工藝的過程

圖１－３單一井徑膨脹管膨脹工藝示意圖??１．３國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀??
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2837382