本文關(guān)鍵詞：枯竭油氣藏型儲氣庫井筒完整性研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：地下儲氣庫作為天然氣輸配系統(tǒng)中重要的組成單元,其完整性直接影響整個天然氣輸配系統(tǒng)的安全平穩(wěn)運行。地下儲氣庫井筒完整性管理與評價旨在對處于動態(tài)變化中的儲氣庫現(xiàn)場設(shè)備進行風(fēng)險識別和評價,制定相應(yīng)的風(fēng)險控制對策,不斷改善儲氣庫的運行環(huán)境,從而降低事故的發(fā)生概率,將儲氣庫的運行風(fēng)險水平控制在可接受范圍內(nèi)。為此,本文在傳統(tǒng)氣井安全管理的基礎(chǔ)上,針對枯竭型油氣臧儲氣庫氣井井筒完整性進行研究,提出了枯竭油氣臧型儲氣庫井筒完整性管理和評價的概念及主要內(nèi)容。重點針對套管、水泥環(huán)、環(huán)空帶壓三方面進行研究,為儲氣庫安全完整性管理提供理論依據(jù)。主要研究內(nèi)容如下：(1)提出了基于“合于使用”原則的儲氣庫套管柱完整性評價思路。在枯竭油氣藏型儲氣庫注采工況下,對套管進行詳細(xì)的力學(xué)分析,為套管安全可靠性分析提供了理論支撐。(2)基于Von Mlises屈服準(zhǔn)則建立了套管結(jié)構(gòu)功能函數(shù)。以三維套管—水泥環(huán)—圍巖系統(tǒng)為研究對象,考慮幾何尺寸、荷載、材料特性等多因素的隨機特性,基于蒙特卡羅法對儲氣庫運行期套管系統(tǒng)的失效概率及敏感性因素進行了分析。(3)調(diào)研國內(nèi)外環(huán)空帶壓相關(guān)文獻,分析造成環(huán)空帶壓的原因及條件。在APIRP90的基礎(chǔ)上,結(jié)合儲氣庫自身特點,建立了儲氣庫氣井環(huán)空最大允許帶壓值的計算模型,并進行實例計算。最后根據(jù)環(huán)空帶壓情況對儲氣庫氣井進行了井筒安全等級劃分。(4)根據(jù)Mohr-Coulomb失效準(zhǔn)則,提出了儲氣庫水泥環(huán)力學(xué)完整性失效分析的研究思路。通過待定系數(shù)法建立了儲氣庫注采井在非均勻地應(yīng)力下的套管-水泥環(huán)-地層應(yīng)力分布模型。結(jié)合ANSYS軟件,對套管-水泥環(huán)-地層組合體進行數(shù)值模擬,將理論解與數(shù)值解進行對比,驗證了有限元模型的可行性。最后分析了套管內(nèi)壓、水泥環(huán)材料參數(shù)、地層應(yīng)力不均勻系數(shù)等參數(shù)對水泥環(huán)應(yīng)力分布的影響。
【關(guān)鍵詞】：枯竭油氣藏型儲氣庫 井筒完整性 可靠性分析 環(huán)空帶壓 水泥環(huán)完整性 有限元模擬
【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】：2016
【分類號】：TE88
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第1章 緒論8-14
• 1.1 目的及意義8
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀8-12
• 1.2.1 氣井井筒完整性管理發(fā)展概況8-9
• 1.2.2 儲氣庫建設(shè)現(xiàn)狀9-10
• 1.2.3 套管可靠度研究現(xiàn)狀10-12
• 1.3 研究內(nèi)容及技術(shù)路線圖12-14
• 第2章 枯竭油氣藏型儲氣庫井筒完整性評價14-17
• 2.1 枯竭油氣藏型儲氣庫運行特征14-15
• 2.2 儲氣庫氣井井筒完整性15-16
• 2.2.1 儲氣庫井筒完整性管理與評價的概念15
• 2.2.2 井筒完整性評價流程15-16
• 2.3 本章小結(jié)16-17
• 第3章 儲氣庫氣井管柱完整性評價17-31
• 3.1 儲氣庫套管柱完整性評價17-19
• 3.1.1 合于使用原則17
• 3.1.2 套管柱失效模式及失效因素分析17-18
• 3.1.3 地下儲氣庫套管柱完整性評價技術(shù)思路18-19
• 3.2 儲氣庫套管柱受力分析19-23
• 3.2.1 儲氣庫注采工況下套管柱軸向力計算19-21
• 3.2.2 儲氣庫注采工況下套管柱內(nèi)壓力計算21
• 3.2.3 儲氣庫注采工況下套管外擠力計算21-22
• 3.2.4 儲氣庫注采工況下套管受到的其他載荷22-23
• 3.3 含缺陷套管剩余強度計算23-30
• 3.3.1 均勻腐蝕后套管剩余強度計算23-26
• 3.3.2 局部腐蝕后套管剩余強度計算26
• 3.3.3 開裂條件下套管剩余強度計算26-30
• 3.4 本章小結(jié)30-31
• 第4章 地下儲氣庫套管可靠性分析31-41
• 4.1 儲氣庫套管可靠性評價31-34
• 4.1.1 可靠度計算理論31
• 4.1.2 儲氣庫套管可靠度計算31-33
• 4.1.3 可靠度數(shù)值計算方法33-34
• 4.2 儲氣庫套管可靠性數(shù)值模擬計算34-40
• 4.2.1 套管系統(tǒng)可靠度模型34-35
• 4.2.2 計算結(jié)果分析35-40
• 4.3 本章小結(jié)40-41
• 第5章 環(huán)空帶壓井安全評價41-50
• 5.1 環(huán)空帶壓形成機理研究41-42
• 5.1.1 環(huán)空帶壓基本概念41
• 5.1.2 環(huán)空帶壓機理分析41-42
• 5.2 環(huán)空最大許可壓力(MAWOP)計算42-47
• 5.2.1 API RP90井口允許最大環(huán)空帶壓值計算43
• 5.2.2 儲氣庫氣井各環(huán)空最大環(huán)空帶壓值計算43-44
• 5.2.3 算例分析44-47
• 5.3 環(huán)空帶壓監(jiān)測和診斷47-48
• 5.4 儲氣庫氣井井筒安全評價48-49
• 5.4.1 風(fēng)險等級劃分48-49
• 5.4.2 風(fēng)險處置方法49
• 5.5 本章小結(jié)49-50
• 第6章 儲氣庫井水泥環(huán)完整性分析50-65
• 6.1 水泥環(huán)完整性50-52
• 6.1.1 水泥環(huán)完整性概念50
• 6.1.2 水泥環(huán)完整性失效形式及失效準(zhǔn)則50-52
• 6.2 非均勻地應(yīng)力下水泥環(huán)應(yīng)力分析52-64
• 6.2.1 系統(tǒng)在非均勻外壓和非均勻切向力作用下的受力分析53-55
• 6.2.2 系統(tǒng)在均勻外壓和均勻內(nèi)壓作用下的受力分析55-57
• 6.2.3 算例分析57-64
• 6.3 本章小結(jié)64-65
• 第7章 結(jié)論與建議65-66
• 7.1 結(jié)論65
• 7.2 建議65-66
• 致謝66-67
• 參考文獻67-71
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的論文和參研項目71

【相似文獻】

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本文編號：494895