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砂泥岩夹层套管损坏的有限元分析及防控措施
  • ISSN号:1000-7393
  • 期刊名称:《石油钻采工艺》
  • 时间:0
  • 分类:TE931.2[石油与天然气工程—石油机械设备]
  • 作者机构:[1]西南石油大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室, [2]大港油田公司采油工艺研究院, [3]大港油田公司采油三厂
  • 相关基金:国家自然科学基金“极端条件下气井油套管端力学行为及其螺纹密封机理研究”(编号:51574198);国家教育部博士点基金项目“基于XFEM和细观力学的超深井钻工具疲劳破坏机理研究”(编号:20135121110005).
中文摘要:

据大港油田不完全统计,在沙泥岩夹层的套管损坏占63%。针对在砂泥岩夹层套管损坏严重的问题,基于弹塑性力学和断裂力学理论,建立了沙岩—泥岩—沙岩三岩层剖面的轴对称有限元模型,并借助有限元软件进行求解,分析不同钢材和壁厚条件下三岩层剖面上套管内应力分布情况。结果显示,套管内的VonMises应力在砂泥岩界面和泥岩段应力最大,且在砂泥岩界面应力发生突变出现尖角,因此在砂泥岩界面和泥岩段套管容易损坏。针对砂泥岩夹层研究了泥岩段套管损坏的防控措施,研究发现,相同钢级下,增加套管壁厚不能有效防控泥岩段套管损坏,提高套管的钢级才是有效方法。通过以上分析研究对砂泥岩界面防控套管损坏的研究提供技术借鉴。

英文摘要:

According to the incomplete statistics of Dagang Oilfield, the casing failure in sand shale interbeds accounts for 63%. To solve this problem, an axisymmetric finite element model was established for sandstone-shale-sandstone three-layer section according to the theories of plasto elasticity and fracturing mechanics. Then, it was solved by means of the finite element software to analyze the stress distribution inside the casing on the three-layer section by varying steel grade and wall thickness. It is indicated that the Von Mises stressinside the casing is the highest at sandstone-shale interface and shale interval, and the stress changes abruptly at sandstone-shale interface,resulting in sharp edges, so the casing at sandstone-shale interface and shale interval gets failed easily. Based on the characteristicsof sand shale interbeds, the control measures on casing failure in shale interval were analyzed. And it is shown that the casing failure in shale interval can’t be controlled effectively by thickening the casing wall if the steel grade is kept the same. And the effective way is to increase the steel grade. This paper provides the beneficial reference for the study on casing failure control at sandstone-shale interface

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期刊信息
  • 《石油钻采工艺》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国石油天然气集团公司
  • 主办单位:华北油田分公司
  • 主编:董范
  • 地址:河北省任丘市华油采油工艺研究院
  • 邮编:062552
  • 邮箱:syzc@vip.163.com
  • 电话:0317-2782798 2723370
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-7393
  • 国内统一刊号:ISSN:13-1072/TE
  • 邮发代号:18-121
  • 获奖情况:
  • 河北省优秀科技期刊奖,中国石油天然气集团公司优秀期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:17544