基于光纖傳感的套管應(yīng)力監(jiān)測系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、隨著油田開采的不斷進(jìn)行和新開發(fā)方案的不斷實施，尤其是高壓注水開采的實施，套管損壞問題已日趨嚴(yán)重，成為困擾世界石油行業(yè)的重大難題。其中，地質(zhì)的構(gòu)造應(yīng)力以及地層的滑動、延展、抬升和沉降是引起套管損壞的主要原因。以往的套損監(jiān)測技術(shù)僅局限于管內(nèi)查套，損后治理，這給石油行業(yè)帶來了巨大的經(jīng)濟(jì)損失。因此，及時掌握套管的變形和應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)，提前預(yù)防和治理就成為了一個急需解決的問題。
　　根據(jù)大慶油田的套損特點(diǎn)，本文提出了基于光纖傳感網(wǎng)絡(luò)的套管應(yīng)力

2、實時監(jiān)測方法，以實現(xiàn)管外查套、提前預(yù)警、損前治理的目的。本文通過ANSYS分析，探索關(guān)鍵層段套管在不同生產(chǎn)階段及不同載荷條件下的周向、軸向應(yīng)力變化規(guī)律。最后，基于光纖傳感網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行套管周向、軸向應(yīng)力實時監(jiān)測實驗，理論和實驗數(shù)據(jù)基本吻合。
　　通過對光纖光柵傳感器和光纖布里淵傳感器的應(yīng)力應(yīng)變傳感原理理論分析，表明該兩種傳感器與應(yīng)變均具有良好的線性關(guān)系。通過溫度和應(yīng)變標(biāo)定實驗獲取了該兩種光纖傳感器的性能參數(shù)，參數(shù)結(jié)果表明該兩種光纖傳感器

3、具有較高的測試精度和良好的重復(fù)性、穩(wěn)定性。對套管的擠毀壓力進(jìn)行了修正計算，獲得了套管在非均勻地應(yīng)力載荷下的修正數(shù)學(xué)模型。利用ANSYS，建立了套管-水泥環(huán)-地層有限元分析模型，分析了關(guān)鍵層段套管在不同生產(chǎn)階段及不同載荷條件下的周向、軸向應(yīng)力變化規(guī)律。完善了套損監(jiān)測系統(tǒng)的光纖傳感網(wǎng)絡(luò)的布設(shè)和下井工藝，并對套管進(jìn)行了實時監(jiān)測實驗，通過理論和實驗數(shù)據(jù)的對比分析得到了關(guān)鍵層段套管在不同生產(chǎn)階段的應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)。
　　通過套管周向、軸向應(yīng)力實