[發(fā)明專利]一種熱采井水泥環(huán)封固完整性的評(píng)價(jià)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910930508.4
• 申請(qǐng)日: 2019-09-29
• 公開（公告）號(hào): CN110543745B
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 步玉環(huán);劉忠廣;郭勝來(lái);柳華杰;郭辛陽(yáng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)石油大學(xué)（華東）
• 主分類號(hào): G06F30/20
• 分類號(hào): G06F30/20;E21B33/13;G06F119/08;G06F119/14;G06F113/14;G06F113/08
• 代理公司: 濟(jì)南克雷姆專利代理事務(wù)所(普通合伙) 37279
• 代理人: 張祥明

1.一種熱采井水泥環(huán)封固完整性的評(píng)價(jià)方法，其特征在于：包括以下步驟：

1)獲取熱采井施工參數(shù)；

2)對(duì)水泥石進(jìn)行不同溫度條件養(yǎng)護(hù)并測(cè)試其性能，包括抗壓強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、彈性模量、泊松比；

3)基于1)、2)的數(shù)據(jù)，建立套管-水泥環(huán)-地層組合體的熱傳導(dǎo)模型；

4)將熱傳導(dǎo)模型計(jì)算得到ODB文件；

5)基于1)、2)的數(shù)據(jù)，建立套管-水泥環(huán)-地層組合體的熱流固耦合模型；

6)對(duì)導(dǎo)入ODB文件的熱流固耦合模型求解并分析數(shù)值結(jié)果，分析內(nèi)容包括水泥石的溫度分布、水泥石的周向應(yīng)力、剪切應(yīng)力以及一二界面是否出現(xiàn)微環(huán)隙；

所述步驟3)中，熱傳導(dǎo)模型的建立步驟為：

步驟①建立部件：建立三個(gè)不同的部件，分別為套管、水泥環(huán)和地層，地層厚度為套管-水泥環(huán)組合體的10倍；

步驟②施加屬性：套管的屬性包括套管密度、套管彈性模量、套管泊松比、套管熱膨脹系數(shù)、套管熱傳導(dǎo)率由施工現(xiàn)場(chǎng)給出；地層的屬性包括巖石的密度、巖石彈性模量、巖石泊松比、巖石的熱傳導(dǎo)率、巖石熱膨脹系數(shù)、巖石孔隙度、巖石滲透率，水泥石密度、水泥石的熱傳導(dǎo)率、水泥石的熱膨脹系數(shù)、水泥石孔隙度、水泥石滲透率均由施工現(xiàn)場(chǎng)地層報(bào)告確定參數(shù)；水泥環(huán)的彈性模量、泊松比與溫度變化的關(guān)系較大，由步驟2)給出，設(shè)置彈性參數(shù)時(shí)，選擇使用與溫度相關(guān)的數(shù)據(jù)選項(xiàng)，輸入步驟2)得到的水泥石彈性模量和泊松比數(shù)據(jù)以及養(yǎng)護(hù)溫度數(shù)值；

步驟③裝配部件：選擇創(chuàng)建部件選項(xiàng)，進(jìn)行套管、水泥環(huán)、地層的非獨(dú)立實(shí)例的創(chuàng)建；

步驟④施加分析步：施加瞬態(tài)熱傳遞分析步；

步驟⑤添加相互作用：在套管與水泥環(huán)、水泥環(huán)與地層間添加熱傳導(dǎo)屬性；

步驟⑥施加載荷：在套管內(nèi)壁添加溫度邊界條件，并添加預(yù)定義溫度條件；

步驟⑦劃分網(wǎng)格：選擇對(duì)象為部件，網(wǎng)格類型為DC3D8；

步驟⑧提交作業(yè)。

2.如權(quán)利要求1所述的一種熱采井水泥環(huán)封固完整性的評(píng)價(jià)方法，其特征在于：所述步驟1)中熱采井施工參數(shù)包括井口注蒸汽參數(shù)、井身軌跡參數(shù)、套管的屬性參數(shù)、地層的屬性參數(shù)、水泥石的屬性參數(shù)以及目標(biāo)層位載荷；所述井口注蒸汽參數(shù)包括注蒸汽壓力、溫度、速率、注蒸汽時(shí)間；所述井身軌跡參數(shù)包括套管尺寸、套管壁厚、環(huán)空尺寸、所鉆井眼尺寸、目標(biāo)層位深度；所述套管的屬性參數(shù)包括密度、彈性模量、泊松比、熱膨脹系數(shù)、熱傳導(dǎo)率；所述地層的屬性參數(shù)包括密度、彈性模量、泊松比、熱傳導(dǎo)率、熱膨脹系數(shù)、孔隙度、滲透率；所述水泥石的屬性參數(shù)包括密度、熱傳導(dǎo)率、熱膨脹系數(shù)、孔隙度、滲透率；所述目標(biāo)層位載荷包括溫度、壓力。