高压气井完井管柱安全评估

摘要

凝析气田深层高压（超高压）气井在正常生产过程中由于温度及压力作用而造成管柱受力变形，影响到管柱安全，因而需要开展安全状况评估。本文以分析为主，结合西部凝析气田的实际情况，建立了井筒温度计算模型、纯气流和多相流的高压气井井筒压力分布计算模型，在此基础上，建立了下钻、坐封（普通坐封和插管密封）、压裂、射孔和生产等五种工况下油管柱受力分析和强度校核的计算模型。以上述理论模型为基础，开发出一套高压气井完井管柱安全评估软件。通过YH23-1-5、YH23-1-10、YH23-1-14和YH23-1-18四口气井和DN204井的实际资料进行验证，情况复合现场生产实际。这表明所开发出的这套受力分析软件计算精度复合现场实际要求，具备一定的实用价值。

目录

声明

第一章 绪 论

1.1 研究的目的和意义

1.2 研究现状

1.3 研究内容

1、管柱受力因素分析及计算

2、油管柱尺寸优化设计

3、油管柱设计

第二章 气井井筒管流动态研究

2.1 干气井井底压力计算

2.1.1 流动气柱

2.1.2 静止气柱

2.1.3 环形空间流动气柱

2.2 气液井拟单相流井底压力计算

2.2.1 凝析气井

2.2.2高气水比气井

2.2.3拟单相流油水气井

2.3 气水同产井井底压力计算

2.3.1 基本方程

2.3.2 气液两相流动的参数

2.3.3 垂直管多相流压力梯度预测方法

2.4 井筒中的温度分布预测方法

2.4.1 井筒多相流温度JPI预测方法

2.4.2 井筒纯气流温度预测方法

第三章 采气管柱受力分析及强度校核

3.1 采气管柱受力分析

3.1.1 采气管柱轴向受力分析

3.1.2 采气管柱外挤受力分析

3.1.3 采气管柱内压受力分析

3.2 三向应力状态下采气管柱强度校核

3.2.1 三轴应力设计

3.2.2 三轴应力公式

3.2.3 采气管柱设计安全系数

3.3 采气井合理油管直径的确定

3.3.1 连续排液

3.3.2 防止冲蚀

第四章 封隔器受力分析

4.1 基本效应

4.1.1 活塞效应

4.1.2 螺旋弯曲效应

4.1.3 鼓胀效应

4.1.4 温度效应

4.1.5 虎克效应

4.2 单一管柱的计算方法

1、活塞效应的计算

2、螺旋弯曲效应的计算

3、鼓胀效应的计算

4、温度效应的计算

5、油管柱总长度变化

4.3 复合管柱的计算方法

4.3.1 活塞效应

4.3.2 螺旋弯曲效应

4.3.3 鼓胀效应

4.3.4 温度效应

4.4 完井管柱工况分析

4.5 完井管柱安全状态评价方法

第五章 软件编制及功能测试

5.1 软件编制

（1）软件理论体系

（2）软件模块结构

（3）软件模块结构功能介 绍

5.2 核心功能模块的计算

5.2.1 西部某气田的基本情况

5.2.2 流动温度模块测试

5.2.3 流动压力模块测试

5.2.4 油管设计

5.2.5 油管校核

结论

参考文献

攻读硕士学位期间取得的学术成果

致谢