耦合非均匀地应力的海上热采井套管损坏分析

摘要

套管损坏是影响稠油热采井开发效益的重要原因之一.目前的套损研究普遍针对单层套管井段开展,没有针对稠油热采全井段多层套管段进行系统分析,对于指导现场热采井套管设计存在一定不足.在准确求解全井段井筒温度场的基础上,考虑地层非均匀地应力与温度均匀热应力的影响,计算套管-水泥环-地层系统耦合热应力状态,分析注汽温度、水泥环及地层性能参数、套管性能参数等对套管损坏的影响.结果表明,随着离套管中心径向距离的增加,Mises应力逐渐降低、径向应力呈现'增-减-增-减'变化趋势、周向应力呈现'跳跃式'变化,综合确定第一层套管与水泥胶结面最有可能优先破坏;随着圆周角的变化,Mises应力、剪应力最大值出现于圆周角为45°、周向应力最大值出现于圆周角为0°、径向应力最大值出现于圆周角为90°;随注汽温度和套管、水泥环、地层弹性模量与热膨胀系数的增大,套管Mises应力逐渐增大.研究成果对于海上热采井全井段套管损坏分析具有一定的指导意义.