海上高温高压井套管应力分析

摘要

套管损坏是影响海上高温高压井开发效益的重要原因之一。在准确求解井筒温度场的基础上,考虑地层非均匀地应力、地层高压与热应力的影响,计算套管-水泥环-地层系统耦合热应力状态,分析水泥环、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"变化趋势、周向应力呈现"跳跃式"变化,综合确定套管内壁处套管损坏风险最高;考虑高温高压时,套管Mises应力更高,套损风险增大;随着圆周角的变化,Mises应力、剪应力最大值出现于圆周角45°、周向应力最大值出现于圆周角0°;随套管、水泥环弹性模量与热膨胀系数的增大,套管Mises应力逐渐增大。研究成果对于海上高温高压井的套管损坏分析具有一定的指导意义。