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荊丘油田石油套管變形撕裂問題?
作者:天津啟亨石油套管 來源:www.twguvk.tw 點擊數: 更新時間:2014年11月18 【字體:

    荊丘油田套管變形事件中分析套管使用注意事項:

     J55石油套管承受均勻外壓力的長薄壁油套管具有后屈曲穩定性的結論.從華北荊丘油田全管變形井段的地層巖性、固井水泥和套管鋼材的力學性能測定入手,驗證了地應力引起的巖石塑性流動是導致套管變形的主要因素,提出了套管變形的計算力學模型,用彈塑性有限元軟件進行了仿真計算,并以此為基礎,提出了防治套管變形的幾種方法。對這類油田新井套管往設計和老井修復,具有重要的理論指導意義。泥巖吸水蠕變和膨脹、油層出砂、巖層滑動、斷層活動、地震活動造成套管損壞等地質因素是套管損壞的內因:固井質量問題、射孔、井位部署的問題、注水、壓裂等工程因素是造成套管損壞的外因。論文對廣利油田套損井進行研究。分析本斷塊的地質結構、油藏地應力分布、油藏物性以及其開發歷史的基礎上,對引起套管損壞的各種原因進行分析、計算和推斷,并使用ANSYS進行套管的強度分析。

         此前廣利油田引起 J55石油套管套損的主要原因為:地層水礦化度過高(2.71110~4mgl對井下套管腐蝕嚴重,大幅度降低了套管強度;由于固井質量差,井眼周圍存在應力集中,泥巖膨脹使地層對套管產生非均勻載荷,造成井下套管在固井質量存在問題處損壞。建議在固井時應最大限度提高固井質量,深井套管強度設計時,必須考慮非均布外載對套管抗擠強度的影響及套管防腐性能,另外,開發過程中,除采取控壓、控水、防止泥巖進水等方法外,注采平衡也是防止套損發生的重要措施。高密度聚磺體系鉆井液中進行了非API標準的TP140鋼級套管磨損試驗,對某新型超高強度鋼(83鋼)進行950℃淬火不同溫度回火(200700℃),除測定其靜態力學性能外,利用霍普金森桿采用動態壓縮和強迫剪切方法對其動態壓縮性能進行了研究,并分析了回火溫度對其性能的影響。

         結果表明, J55石油套管在250450℃范圍內回火后存在回火脆性,塑韌性較差,絕熱剪切破壞較嚴重,其他溫度下回火,隨回火溫度的升高,材料塑韌性和絕熱剪切破壞程度逐步改善。采用分離式HopkinsonBar技術對不同熱處理工藝的TC6鈦合金進行了動態剪切試驗,研究了不同組織狀態及不同應變率下的絕熱剪切敏感性,并進行了金相觀察及分析。結果表明:不同組織對TC6鈦合金的絕熱剪切敏感性有很大的影響,片狀組織的絕熱剪切敏感性最小,而球狀組織的絕熱剪切敏感性最高;隨著組織中α相的增加,材料的絕熱剪切敏感性增加;隨著同一類型中晶粒尺寸的減小,材料的絕熱剪切敏感性降低;隨應變率的提高,TC6鈦合金的絕熱剪切敏感性也隨之增加。采用SEM和EBSD等顯微分析技術研究了一種N80油套管調質處理(QT前后焊縫組織的演變規律。實驗結果表明,經調質處理N80套管焊縫中心區的{101}101織構明顯增強,而熱影響區從較弱的{101}101織構變為較強的近{111}101織構。并且,焊縫和熱影響區組織中取向差角小于10°的小角度晶界和大于50°的大角度晶界數量顯著增加,而介于10°~50°之間的晶界數量下降。調質處理前焊縫和熱影響區中晶粒尺寸分布較為均勻,而調質處理后主要以小尺寸晶粒為主。

      無縫鋼管生產工具制作間設計無縫鋼管生產工具制作間設計無縫鋼管生產工具制作間設計    抗擠毀性能是 J55石油套管的一項至關重要的性能指標.橢圓度和壁厚不均是存在于油套管中的初始微小幾何缺陷.運用Koiter初始后屈服理論分析承受均勻外壓力的長薄壁油套管的后屈曲性態及其缺陷敏感性。分析了聚磺體系鉆井液密度對TP140套管磨損性能的影響。分析結果表明,聚磺體系水基鉆井液中,當正壓力和轉速一定時,鉆井液密度越大,TP140鋼級套管的磨損效率、摩擦因數和套管磨損綜合評價因子越大;采用套管磨損綜合評價因子衡量套管耐磨性能更為合理。對YK1井技術套管磨損進行力學分析,認為井身質量(尤其是全角變化率)鉆柱軸向拉力及側向力、鉆井時間、套管強度、套管內外鉆井液密度、固井質量等是影響深井(超深井)套管磨損的主要因素。計算了該井技術套管磨損量并描述了套管磨損形狀。大位移井、大斜度井、水平井以及狗腿度較大的深井鉆井過程中,常常出現套管嚴重磨損的問題。給正常鉆井完井作業帶來極大困難,同時易降低油氣井使用壽命,嚴重時還會導致油氣井部分井段或整口油氣井報廢。針對這些突出問題,研制開發了一種新型的GXJM-1有機減磨劑,并建立其室內評價方法,開展了室內評價及現場應用。

       通過室內評價及現場應用 J55石油套管表明,GXJM-1有機減磨劑使用方便,可實現對套管和鉆井管柱的有效保護,一定程度上解決了川西北地區深井和超深井鉆井過程中套管磨損的難題,同時也驗證了所建立的室內評價方法與現場應用結果基本一致,可用于同類產品室內評價和質量檢驗。

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