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正文內(nèi)容

固井與完井ppt課件(編輯修改稿)

2025-02-08 10:32 本頁面
 

【文章內(nèi)容簡介】 引起套管腐蝕的主要介質(zhì)有:硫化氫 、 溶解氧 、 二氧化碳 。 ? 抗硫套管: API套管系列中的 H級 、 K級 、 J級 、 C級 、 L級套管 。 三、套管柱強(qiáng)度設(shè)計(jì) 目的:確定合理的套管鋼級、壁厚、以及每種套管的井深區(qū)間。 設(shè)計(jì)原則 ,在任何危險(xiǎn)截面上都應(yīng)滿足下式: 套管強(qiáng)度>外載 安全系數(shù) 、 油氣層開發(fā)和產(chǎn)層改造的需要; ; 。 安全系數(shù): ? 抗外擠安全系數(shù) Sc=; ? 抗內(nèi)壓安全系數(shù) Si=; ? 套管抗拉力強(qiáng)度 ( 抗滑扣 ) 安全系數(shù) St=。 常用套管柱設(shè)計(jì)方法 ( 1)等安全系數(shù)法 該方法基本的設(shè)計(jì)思路是使各個(gè)危險(xiǎn)截面上的最小安全系數(shù)等 于或大于規(guī)定的安全系數(shù) 。 ( 2) 邊界載荷法 ( 拉力余量法 ) 在抗拉設(shè)計(jì)時(shí) , 套管柱上下考慮同一個(gè)拉力余量 。 另外還有最大載荷法 、 AMOCO法 、 西德 BEB方法及前蘇聯(lián)的方法 等 。 各層套管柱的設(shè)計(jì)特點(diǎn) 表層套管:主要考慮內(nèi)壓載荷 。 技術(shù)套管:既要有較高的抗內(nèi)壓強(qiáng)度 , 又要有抗鉆具沖擊磨損的能力 。 油層套管:上部抗內(nèi)壓 、 抗拉 , 下部抗外擠 。 套管柱設(shè)計(jì)的等安全系數(shù)法 ( 1)基本設(shè)計(jì)思路 ①計(jì)算本井可能出現(xiàn)的最大內(nèi)壓力,篩選符合抗內(nèi)壓強(qiáng)度的 套管; ②下部套管段按抗擠設(shè)計(jì),上部套管段按抗拉設(shè)計(jì),各危險(xiǎn) 斷面上的最小安全系數(shù)要大于或等于規(guī)定安全系數(shù); 通式: 套管強(qiáng)度>外載 安全系數(shù) ③水泥面以上套管強(qiáng)度要考慮雙向應(yīng)力的影響; ④軸向拉力通常按套管在空氣中的重量計(jì)算;當(dāng)考慮雙向應(yīng) 力時(shí),按浮重計(jì)算。 ( 2)設(shè)計(jì)步驟 例題:某井 ( 7英寸 ) 油層套管下至 3500m, 下套管時(shí)的鉆井液密度為 , 水泥返至 2800m, 預(yù)計(jì)井內(nèi)最大內(nèi)壓力 35MPa, 試設(shè)計(jì)該套管柱 ( 規(guī)定最小段長 500m) 。 解:規(guī)定的安全系數(shù): Sc=, Si=, St=。 ① 計(jì)算最大內(nèi)壓力 , 篩選符合抗內(nèi)壓要求的套管 , 抗內(nèi)壓強(qiáng)度 ≥ Pimax Si =38500 kPa ? 篩選套管: C75, L80, N80, C90, C95, P110。 ? 按成本排序: N80 C75 L80 C90 C95 P110 ② 按抗擠設(shè)計(jì)下部套管段,水泥面以上進(jìn)行雙向應(yīng)力校核; 1)計(jì)算最大外擠力,選擇第一段套管; 查表: N80, t1= mm, q1=, pc1=48401kPa, Fs1=3007 kN, Fst1= kN 。 coccdocSppk P aDp????1m a x ? 2)選擇第二段套管;(選擇強(qiáng)度低一級的套管;確定第一段套管的長度,進(jìn)行第一段的抗拉強(qiáng)度校核) 查表: N80, t2= mm, q2=, pc2=37301kPa,F(xiàn)s2= kN, Fst2= kN 。 計(jì)算第二段套管可下深度 D2,確定第一段套管長度 L1; mDDL mDmD cdc Sp 60029003500 290029252112???????? 取? 雙向應(yīng)力強(qiáng)度校核,最終確定 D2, L1; D2=2900m > 2800m,超過水泥面,考慮雙向應(yīng)力影響; 危險(xiǎn)截面:水泥面 2800m處 ? ?3 5 4 9 2)()2 8 0 0(3 5 4 9 22222112 8 0 022??????????????????occcsmsmsdppcFFcccFFBmBSk P appkNDqLqKFK?? 解決辦法:將第一段套管向上延伸至水泥面以上。 預(yù)定: D2=2700m, L1=800m。 重新進(jìn)行雙向應(yīng)力強(qiáng)度校核:(按照以上同樣的方法進(jìn)行) 套管 1:危險(xiǎn)截面為 2800m處, Sc= > 安全 套管 2:危險(xiǎn)截面為 2700m處, Sc= > 安全 計(jì)算套管抗拉安全系數(shù): 最終結(jié)果: D2=2700m, L1=800m。 2 6 1111 ???? ?mstFFtS 3)選擇第三段套管,確定第二段套管長度 查表: N80, t3= mm, q3=, pc3=26407kPa,F(xiàn)s3= kN, Fst3= kN 。 考慮雙向應(yīng)力影響,確定第三段套管可下深度; 由: ? ?? ?)()()(3)(33332211233221132???????????DpSppDDqLqKFdFDDqLqKccFFcccBmsBsm? 采用試算法,取 D3=1700m,計(jì)算得: Sc=,安全。 計(jì)算第二段頂部的抗拉安全系數(shù): 最終結(jié)果: D3=1700m, L2=1000m。 71810 0037 718222 ?????????mstFFtmSkNF ③ 還有上部 1700m的套管需進(jìn)行設(shè)計(jì),轉(zhuǎn)為抗拉設(shè)計(jì); 1)計(jì)算第三段套管按抗拉要求的允許使用長度 L3; 實(shí)取: L3=1100m, 則: Fm3=718+1100 =1087 kN mLSqFtLqFFmtSstFmst1 1 1 73 3 5 7 1 83 3233323???????由 2)確定第四段套管的使用長度 查表:應(yīng)比第三段套管的抗拉強(qiáng)度高, N80, t4= mm,q4=, pc4=48401kPa, Fs4=3007 kN, Fst4= kN (與第一段所用套管相同 )。 計(jì)算第四段套管的許用長度: 實(shí)際距井口還有 600m,取 L4=600m。 mL q F mtSstF 10874 114 34 ??? ?? )(44 43 ?????DpSdFFcc sm?下深 ( m ) 段長 ( m ) 鋼級 壁厚 ( mm ) St Sc0 ~ 600 600 N 8 0 600 ~ 1700 1100 N 8 0 1700 ~ 2700 1000 N 8 0 2700 ~ 3500 800 N 8 0 校核第四段下部的抗擠強(qiáng)度: 最終確定 L4=600m, D4=600m。 ④最終設(shè)計(jì)結(jié)果 第三節(jié) 注水泥技術(shù) ? 固井目的:固定套管、有效封隔井內(nèi)的油氣水層。 ? 注水泥:從井口經(jīng)套管再將水泥漿注入井壁與套管柱之間的環(huán)空中。 ? 注水泥技術(shù)的內(nèi)容:油井水泥的選擇;水泥漿性能設(shè)計(jì);水泥外加劑的選擇;井眼準(zhǔn)備;注水泥工藝設(shè)計(jì)。 ? 本節(jié)內(nèi)容:油井水泥、水泥漿性能、水泥外加劑、前置液體系、提高注水泥質(zhì)量的措施。 一、油井水泥 油井水泥是波特蘭水泥 ( 硅酸鹽水泥 ) 的一種 。 對油井水泥的基本要求: ( 1) 水泥能配成流動(dòng)性良好的水泥漿 , 且在規(guī)定的時(shí)間內(nèi) ,能始終保持這種流動(dòng)性; ( 2) 水泥漿在井下的溫度及壓力條件下保持性能穩(wěn)定性; ( 3) 水泥漿應(yīng)在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)凝固并達(dá)到一定的強(qiáng)度; ( 4) 水泥漿應(yīng)能和外加劑相配合 , 可調(diào)節(jié)各種性能; ( 5) 形成的水泥石應(yīng)有很低的滲透性能等 。 油井水泥的主要成分 ( 1)硅酸三鈣 3CaOSiO2。(簡稱 C3S) 它是水泥的主要成份,一般的含量為 40%~ 6
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