声明
创新点摘要
第一章 绪论
1.1 研究目的及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1复杂深井钻井及井筒设计
1.2.2 地层近井应力场
1.2.3 水泥环完整性研究
1.2.4可靠性分析及优化方法
1.3 本文主要研究目标及内容
1.3.1 研究目标
1.3.2 研究内容概述
1.3.3 拟解决的关键问题
1.4 研究方法与技术路线
第二章 深井井筒系统载荷复杂性及受力分析
2.1 深井井筒系统载荷复杂性分析
2.1.1 深井钻遇地层复杂性分析
2.1.2 深井固井复杂性分析
2.1.3 深井井筒后期施工复杂性分析
2.2 深井井筒系统受力分析
2.2.1 受地应力载荷的井筒系统受力分析
2.2.2 受温度载荷的井筒系统受力分析
2.2.3 含多层套管-水泥环井筒系统受力分析
2.2.4 复杂地质条件下的深井井筒系统应力分析
2.3 定向井三维受力分析
2.3.1井眼内压产生的井周应力场
2.3.2 由地应力场σx、σy、τxy产生的井周应力场
2.3.3由单轴地应力σz产生的井周应力场
2.3.4由切应力τxz、τyz产生的井周应力场
2.4 本章小结
第三章 基于定值法井筒系统完整性失效分析
3.1 井筒系统失效判据研究
3.1.1 套管失效分析
3.1.2 水泥环失效分析
3.1.3 胶结面失效分析
3.2 基于定值法井筒系统完整性失效分析
3.2.1 井筒系统完整性失效判据的建立
3.2.2 算例分析
3.3 井筒系统完整性影响因素对胶结面接触压力的影响分析
3.3.1 材料力学参数对胶结面接触压力的影响
3.3.2 井筒外载荷对胶结面接触压力的影响
3.3.3 井筒几何参数对胶结面接触压力的影响
3.4 本章小结
第四章 复杂深井井筒系统不确定性研究
4.1 地层岩石力学参数的不确定性分析
4.1.1 岩心力学参数测试
4.1.2 利用测井资料解释岩石力学参数
4.1.3 岩石力学参数的不确定性分析
4.2 套管强度的不确定性分析
4.2.1 单轴抗外挤强度概率分布
4.2.2 单轴抗内压强度概率分布
4.2.3 三轴强度的概率分布
4.3 井筒系统受力载荷的不确定性分析
4.3.1 地应力载荷的不确定性分析
4.3.2 复杂地层套管柱外载荷的不确定性分析
4.4 本章小结
第五章 基于可靠性的井筒系统完整性评价理论研究
5.1 可靠性分析的基本原理
5.1.1 可靠性与可靠度
5.1.2 极限状态和极限状态函数
5.1.3 可靠性分析方法
5.2 井筒系统完整性评价理论
5.2.1 规则井筒系统完整性评价理论
5.2.2 不规则井筒系统完整性评价理论
5.3 复杂井筒系统完整性评价算例分析
5.4 本章小结
第六章 基于可靠性理论的井筒系统完整性评价方法及参数优化
6.1 基于可靠性理论的井筒系统完整性评价方法
6.1.1 井筒系统失效形式研究
6.1.2 基于可靠性理论的井筒系统评价方法
6.2 井筒系统完整性参数优化分析
6.2.1 遗传算法的基本原理
6.2.2 多目标优化遗传算法
6.2.3基于多目标遗传算法的井筒系统完整性参数优化
6.3 井筒系统完整性评价与预测软件开发
6.3.1 软件整体框架
6.3.2 数值化井眼
6.3.3 岩体分层地应力分析
6.3.4 地应力计算与井筒附近应力场分析
6.3.5 井筒完整性评价
6.4 本章小结
第七章 结论及展望
7.1 主要研究结论
7.2 后续研究展望
参考文献
附录1 非均匀地应力作用下的井筒系统应力场推导
附录2 温度载荷作用下的井筒系统应力场推导
附录3 含多层套管-水泥环的井筒系统应力场推导
攻读博士学位期间取得的研究成果
致谢
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