孤東油田稠油熱采井套損機理及防控措施研究.pdf

1、套管損壞是疏松砂巖稠油油藏開發(fā)過程中面臨的一大難題。一方面套管損壞造成儲量動用程度降低，加劇平面矛盾而導(dǎo)致開發(fā)效果變差，給油田穩(wěn)產(chǎn)和提高采收率帶來很大威脅，另一方面，套管損壞給油田造成巨大的經(jīng)濟損失，國家每年不得不投入大量資金用于補鉆更新井和修復(fù)套管損壞井，嚴(yán)重影響了油田開發(fā)經(jīng)濟效益的提高。孤東油田是典型的疏松砂巖稠油油藏，每年套管損壞井40口左右，每年補鉆更新井30口左右，耗資一億元以上。大量的資料和研究結(jié)果表明，套管損壞主要是由地質(zhì)

2、因素、工程因素及腐蝕等因素造成的。從鉆井開始，到開采過程中井下施工、鋼材質(zhì)量、防砂方式、射孔方式等許多因素都可能誘發(fā)套管損壞。在注蒸汽熱采的環(huán)境下，影響套管損壞的因素更加復(fù)雜。因此研究套管損壞機理，采取適當(dāng)?shù)念A(yù)防和控制措施減少套損事故，延長套管使用壽命，對于油田穩(wěn)產(chǎn)和提高經(jīng)濟效益具有十分重要的現(xiàn)實意義。
　　 國內(nèi)外專家在稠油油田套管損壞機理研究方面做了大量的工作，目前對單場作用下的套損機理研究已經(jīng)比較成熟，但是根據(jù)多場協(xié)同耦合

3、作用研究稠油熱采井套管損壞的問題還沒有得到很好的解決。本文以孤東油田九區(qū)熱采井為研究對象，在對大量現(xiàn)場套損資料分析的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)研究了注蒸汽熱采井套損的影響因素，深入研究了熱采井套損形成及演化的機理，提出了有針對性的套損防控建議。本文主要開展了以下幾個方面的研究工作：(1)綜合熱力學(xué)、滲流力學(xué)、彈塑性力學(xué)等學(xué)科知識，利用稠油油藏?zé)?流-固耦合理論，建立稠油油藏溫度場、滲流場、應(yīng)力場相互作用的熱-流-固耦合數(shù)學(xué)模型；(2)以九區(qū)汽驅(qū)井組為

4、研究對象，建立了熱應(yīng)力作用下套管損壞的綜合判據(jù)，利用數(shù)值模擬方法，研究了不同注汽參數(shù)組合下，熱采井套管損壞的規(guī)律；(3)在汽驅(qū)井組數(shù)值模擬結(jié)果的基礎(chǔ)上，對井組中的單井進行精細(xì)數(shù)值模擬，研究隔熱措施對近井地帶溫度分布的影響及井眼附近地層應(yīng)力場分布的影響；(4)研究了不同近井溫度分布及地層應(yīng)力狀態(tài)下，井內(nèi)蒸汽溫度變化對套管柱應(yīng)力的影響；(5)在殘余應(yīng)力產(chǎn)生機理的基礎(chǔ)上建立了殘余應(yīng)力計算的理論模型，研究了多周期注汽條件下殘余應(yīng)力對套管損壞的影