油氣井管柱是石油和天然氣開采作業(yè)中的必需設(shè)備,隨著深層油氣資源的勘探開發(fā),深井、超深井、大斜度井、定向井、大位移井、水平井比例增大己成為必然趨勢,油氣井管柱所處的工作環(huán)境也急劇惡化,尤其是高溫、高壓、高產(chǎn)井等“三高”油氣井,油氣井管柱幾乎不可避免地出現(xiàn)各種損傷,造成人力、物力和財力的巨大損失。研究油氣井管柱安全可靠性和使用壽命的各項(xiàng)因素發(fā)現(xiàn),油氣井管柱沖蝕是其失效的主要原因之一。沖蝕將直接導(dǎo)致油氣井管柱等設(shè)備的壁厚減薄,強(qiáng)度減弱,使用年限降低,存在H2S等有毒、有害氣體泄漏的風(fēng)險給安全生產(chǎn)造成隱患。當(dāng)管柱的沖蝕磨損程度較輕時,會引起管柱表面強(qiáng)化層的剝落,誘導(dǎo)硫化氧等對套管鋼材電化學(xué)腐蝕破壞,也會降低管柱的抗擠毀強(qiáng)度和抗內(nèi)壓強(qiáng)度,對正常的石油安全開采構(gòu)成嚴(yán)重威脅;沖蝕磨損較為惡劣時,管柱的承載極限降低,會影響到管柱變形、擠毀、破裂及泄漏,引發(fā)油氣井控制等安全問題。若是維修、更換不及時,最終導(dǎo)致油氣井管柱破裂,引發(fā)堵、漏、卡等井下事故甚至導(dǎo)致全井報廢或井噴等惡性事故。本文首先收集國內(nèi)外關(guān)于管柱沖蝕、以及攜砂管柱失效等方面的文獻(xiàn)資料,然后收集研究區(qū)塊高產(chǎn)氣井管柱失效案例及數(shù)據(jù),最后針對高產(chǎn)氣... 

【文章頁數(shù)】：82 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 問題的提出
    1.2 研究的目的和意義
    1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.3.1 國外研究現(xiàn)狀
        1.3.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀
    1.4 研究內(nèi)容和技術(shù)思路
        1.4.1 研究內(nèi)容
        1.4.2 技術(shù)思路
第2章 研究區(qū)塊儲層特征及油管損傷情況分析
    2.1 工區(qū)氣藏地質(zhì)概況
        2.1.1 地質(zhì)概況
        2.1.2 構(gòu)造特征
        2.1.3 儲層特征
    2.2 儲層巖石物性概況
    2.3 工區(qū)典型井概況
        2.3.1 K-1井
        2.3.2 酸壓改造對油管的沖蝕損傷
        2.3.3 工區(qū)出砂井概況
        2.3.4 典型失效井分析
    2.4 本章小結(jié)
第3章 顆粒沖蝕的理論及數(shù)學(xué)力學(xué)模型
    3.1 沖蝕理論的研究
    3.2 兩相流顆粒沖蝕的理論
        3.2.1 連續(xù)相湍流模型
        3.2.2 流場中一點(diǎn)鄰域內(nèi)相對運(yùn)動分析
        3.2.3 離散相模型
        3.2.4 沖蝕模型
    3.3 油管柱在井筒中的屈曲判斷模型
        3.3.1 重力引起的軸向變形
        3.3.2 浮力引起的軸向變形
        3.3.3 幾種效應(yīng)引起的管柱屈曲變形
    3.4 本章小結(jié)
第4章 油管柱流場的數(shù)值計(jì)算方法
    4.1 FLUENT軟件簡介
    4.2 流體動力學(xué)數(shù)值計(jì)算方法
    4.3 湍流計(jì)算模型
        4.3.1 湍流控制方程
        4.3.2 漩渦特性分析
        4.3.3 天然氣流經(jīng)油管柱容易產(chǎn)生漩渦的區(qū)域
        4.3.4 湍流模型
        4.3.5 RNGκ-ε模型
    4.4 管柱屈曲流道CFD模型建立
        4.4.1 管柱屈曲流道幾何結(jié)構(gòu)
        4.4.2 管柱屈曲流道CFD網(wǎng)格模型及其邊界條件
    4.5. 本章小結(jié)
第5章 高產(chǎn)氣井管柱沖蝕損傷研究
    5.1 屈曲管柱流道沖蝕特性分析
        5.1.1 天然氣流場分析
        5.1.2 天然氣密度變化分析
        5.1.3 螺旋度分析
    5.2 氣井出砂對油管柱的沖蝕機(jī)理研究
        5.2.1 沖蝕速率分析
        5.2.2 壁面剪切力分析
    5.3 不同產(chǎn)量下氣固兩相流體對屈曲管柱的沖蝕分析
    5.4 沖蝕損傷防治措施
    5.5 本章小結(jié)
第6章 結(jié)論和建議
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及科研成果


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]固體顆粒對油氣井管柱的沖蝕損傷研究[J]. 劉寒月,魏寧.  中國礦業(yè). 2018(02)
[2]高溫高壓超深氣井油管柱屈曲行為研究[J]. 練章華,牟易升,劉洋,許定江.  天然氣工業(yè). 2018(01)
[3]塔里木盆地克深氣田超深層致密砂巖儲層裂縫分級分組合特征[J]. 周露,莫濤,王振鴻,朱文慧,尚江偉,陳維力,李梅,張琪.  天然氣地球科學(xué). 2017(11)
[4]地下儲氣庫井管柱沿程流體狀態(tài)數(shù)值模擬[J]. 劉銘剛,王建軍,閆怡飛,謝巍,楊秀娟,閆相禎,張艷茹.  石油鉆采工藝. 2017(04)
[5]蘇里格南區(qū)氣井速度管柱適用條件分析[J]. 王博,王東,靳鎖寶,張華濤,馬力.  斷塊油氣田. 2017(02)
[6]塔里木盆地庫車坳陷克深氣田構(gòu)造特征及其對氣藏的控制作用[J]. 代春萌,曾慶才,郭曉龍,李璇,邊海軍.  天然氣勘探與開發(fā). 2017(01)
[7]分層壓裂管柱沖蝕特性數(shù)值模擬與實(shí)驗(yàn)分析[J]. 丁宇奇,蘭乘宇,劉巨保,遲云萍,董春鵬.  石油鉆采工藝. 2017(02)
[8]油氣井桿管柱力學(xué)研究進(jìn)展與爭論[J]. 李子豐.  石油學(xué)報. 2016(04)
[9]連續(xù)管壓裂沖蝕磨損性能研究[J]. 鄢標(biāo),夏成宇,陳敏,呂佳華,黃鍇.  石油機(jī)械. 2016(04)
[10]塔里木油田潛油電泵管柱失效分析及治理對策[J]. 周懷光,單全生,沈建新,孫玉國,張新禮,洪濤.  鉆采工藝. 2015(05)

碩士論文
[1]沖洗油管液固兩相流磨損機(jī)理及預(yù)測方法研究[D]. 易玉微.浙江理工大學(xué) 2016
[2]水平井壓裂管柱力學(xué)安全評價及軟件開發(fā)[D]. 張穎.西南石油大學(xué) 2014
[3]高產(chǎn)氣井油管柱振動機(jī)理分析及疲勞壽命預(yù)測[D]. 鄧元洲.西南石油大學(xué) 2006



本文編號：3709075