本文關(guān)鍵詞：壓裂過程中射孔段套管抗內(nèi)壓強度分析

  更多相關(guān)文章： 射孔套管 抗內(nèi)壓強度 重復(fù)射孔 壓裂 有限元分析

【摘要】：為提高非常規(guī)油氣藏儲層采收率,常采用壓裂改造措施,這些措施具有高泵壓、高流速和大流量的特點。過高的內(nèi)壓會導(dǎo)致套管爆裂、沿射孔孔眼撕裂;一次射孔不能完全射開儲層時,往往需要重復(fù)射孔,套管強度進一步降低。因此本文主要研究高泵壓壓裂井中射孔參數(shù)及重復(fù)射孔對套管抗內(nèi)壓強度的影響。基于彈性力學(xué)建立套管的應(yīng)力狀態(tài)模型,得到射孔段套管在溫度引起的軸向載荷、外壓和內(nèi)壓共同作用下的應(yīng)力強度計算公式。依據(jù)理論建模特點,建立射孔段套管三維有限元模型,進行網(wǎng)格劃分,一端施加xU,yU,zU約束,另一端施加xU,yU約束,在內(nèi)壓、外壓和軸向力的共同作用下,分析射孔參數(shù)對套管抗內(nèi)壓強度的影響。結(jié)果表明,孔徑與相位角一定,孔密在8-24孔/米之間時,套管的抗內(nèi)壓剩余強度隨孔密的增加降低約10.0%,且當(dāng)孔密從16孔/米增加到20孔/米時,套管的抗內(nèi)壓剩余強度降低程度最大;孔密與相位角一定,孔徑在4-16mm之間時,套管的抗內(nèi)壓剩余強度隨孔徑的增加降低約21.0%,且當(dāng)孔徑從4mm增加到8mm時,套管的抗內(nèi)壓剩余強度下降程度最大;孔密與孔徑一定,隨著相位角的增加,射孔段套管的抗內(nèi)壓剩余強度降低約6.7%。將重復(fù)射孔分為新孔沿舊孔軸向、環(huán)向及螺旋線加密三種方式,通過有限元計算得出不同布孔形式下套管抗內(nèi)壓強度的變化規(guī)律。結(jié)果發(fā)現(xiàn),沿舊孔軸向布孔時,軸向中心距過小時套管的抗內(nèi)壓剩余強度會明顯不足。隨著中心距的增加,套管的抗內(nèi)壓剩余強度降低約7.7%;沿舊孔環(huán)向布孔時,環(huán)向角過小時套管的抗內(nèi)壓剩余強度下降約31%。隨著環(huán)向角的增大,套管的抗內(nèi)壓剩余強度平穩(wěn)降低約10.9%;沿舊孔螺旋線布孔時,新孔離舊孔很近時套管的抗內(nèi)壓剩余強度會明顯不足。隨著軸向中心距與環(huán)向角的增加,套管的抗內(nèi)壓剩余強度平均降低約2.1%。根據(jù)本文的研究成果,得到射孔參數(shù)及重復(fù)射孔對套管抗內(nèi)壓強度的影響規(guī)律,并給出壓裂過程中射孔段套管安全性評價的推薦做法,為高泵壓井射孔參數(shù)選取與井身結(jié)構(gòu)設(shè)計提供參考。
【關(guān)鍵詞】：射孔套管 抗內(nèi)壓強度 重復(fù)射孔 壓裂 有限元分析
【學(xué)位授予單位】：西安石油大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TE931.2
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 第一章 緒論8-14
• 1.1 本文研究目的及意義8
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀8-12
• 1.2.1 套管損壞形態(tài)分析8-9
• 1.2.2 套管強度理論的研究現(xiàn)狀9-12
• 1.3 本文主要研究內(nèi)容12
• 1.4 本文的創(chuàng)新點12-14
• 第二章 壓裂過程中射孔段套管的抗內(nèi)壓強度分析14-26
• 2.1 套管殼體力學(xué)模型的建立14-15
• 2.2 套管殼體微元的受力分析15-16
• 2.2.1 套管殼體單元的受力分析15
• 2.2.2 套管殼體單元的受矩分析15-16
• 2.3 套管殼體單元基本方程的建立16-20
• 2.3.1 殼體單元的平衡微分方程的建立16-18
• 2.3.2 殼體單元的幾何方程18-19
• 2.3.3 殼體單元的物理方程19-20
• 2.4 套管殼體方程的求解20-22
• 2.5 射孔段套管的應(yīng)力狀態(tài)分析22-25
• 2.6 本章小結(jié)25-26
• 第三章 射孔參數(shù)對套管抗內(nèi)壓強度的影響26-35
• 3.1 射孔段套管有限元建模26-28
• 3.1.1 射孔段套管的受力載荷算例分析26-27
• 3.1.2 射孔段套管的單元與網(wǎng)格類型27
• 3.1.3 射孔段套管的邊界條件及受力加載27-28
• 3.2 射孔段套管有限元結(jié)果分析28-33
• 3.2.1 孔密對射孔段套管抗內(nèi)壓剩余強度的影響28-30
• 3.2.2 孔徑對射孔段套管抗內(nèi)壓剩余強度的影響30-31
• 3.2.3 相位角對射孔段套管抗內(nèi)壓剩余強度的影響31-33
• 3.3 本章小結(jié)33-35
• 第四章 重復(fù)射孔對套管抗內(nèi)壓強度的影響35-52
• 4.1 重復(fù)射孔段套管有限元模型的建立35-36
• 4.1.1 模型幾何參數(shù)的選取35-36
• 4.1.2 網(wǎng)格的劃分與邊界條件的確定36
• 4.2 重復(fù)射孔對套管抗內(nèi)壓剩余強度影響的有限元分析36-50
• 4.2.1 新孔沿舊孔軸向分布時套管抗內(nèi)壓剩余強度變化規(guī)律37-41
• 4.2.2 新孔沿舊孔環(huán)向分布時套管抗內(nèi)壓剩余強度變化規(guī)律41-45
• 4.2.3 新孔沿舊孔的螺旋線分布時套管抗內(nèi)壓剩余強度變化規(guī)律45-50
• 4.3 本章小結(jié)50-52
• 第五章 壓裂過程中射孔段套管安全性評價推薦做法52-55
• 5.1 射孔參數(shù)的推薦選取52-53
• 5.2 重復(fù)射孔時布孔方式的推薦選取53-55
• 第六章 結(jié)論與展望55-58
• 致謝58-59
• 參考文獻59-62
• 碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文62-63

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 胥元剛;射孔方位、密度、孔徑對裂縫寬度的影響[J];天然氣工業(yè);2004年10期

2 裘新農(nóng);;水力噴砂射孔分段壓裂現(xiàn)場施工獲得成功[J];新疆石油科技;2010年04期

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6 昌r，

本文編號：855142