考慮環(huán)空溫度場及壓力場的高溫高壓井套管強度安全評價.pdf

1、高溫高壓井前期投入成本高，開發(fā)技術難度大，對套管強度全壽命設計提出更高的要求。而生產(chǎn)中儲層流體攜帶高溫能量，引起高溫高壓井環(huán)空壓力異常，對套管安全造成威脅。因此，本文主要考慮儲層流體攜帶能量對高溫高壓井井筒溫度場及壓力場的影響，分析套管強度安全性，并結(jié)合套管強度設計流程，給出高溫高壓井套管強度設計的推薦做法，主要的研究內(nèi)容如下：
　　考慮井筒溫度、壓力變化對井筒流體物性的影響和溫度-壓力耦合效應，結(jié)合能量守恒原理和半瞬態(tài)傳熱理論，

2、分別建立高溫高壓油井和氣井井筒溫度模型，得到管柱及環(huán)空溫度場矩陣。在環(huán)空溫度場基礎上，基于多尺度體積相容性原理，建立不同尺寸下多環(huán)空壓力-體積雙向耦合計算模型。應用編制的多尺度環(huán)空壓力-體積耦合數(shù)值計算算法，分析產(chǎn)量和生產(chǎn)時間因素對環(huán)空壓力的影響。依據(jù)計算的環(huán)空壓力，參考API套管強度設計方法和API-RP-90（Annular Casing Pressure Management for Offshore Wells）套管強度設計推薦

3、做法，給出考慮環(huán)空壓力熱沖擊的自由段套管強度設計方法?？紤]井眼曲率對非自由段套管強度削弱作用，建立套管截面總變形能方程。并應用最小勢能原理，分析彈性范圍內(nèi)套管軸向彎曲曲率與套管截面不圓度的關系。應用應力等效原理，分析彎曲和外壓作用下套管截面的三向應力分布和極值失穩(wěn)載荷。綜合以上環(huán)空溫度、壓力計算方法和套管強度設計準則及標準，結(jié)合油田高溫高壓井套管強度設計流程，分別給出環(huán)空溫度場計算推薦做法、環(huán)空壓力計算推薦做法及考慮環(huán)空壓力的套管強度計