[發明專利]井口裝置抬升高度的確定方法

有效

• 申請號: 202010784223.7
• 申請日: 2020-08-06
• 公開（公告）號: CN111832194B
• 公開（公告）日: 2022-10-04
• 發明（設計）人: 王漢;李玉飛;張華禮;羅偉;張林;陸林峰
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣股份有限公司
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;E21B47/00;E21B47/07;G06F113/14;G06F119/08;G06F119/14
• 代理公司: 北京三高永信知識產權代理有限責任公司 11138
• 代理人: 李珂珂

1.一種井口裝置抬升高度的確定方法，其特征在于，應用于計算機設備，所述確定方法包括：

獲取環空上頂力，所述環空上頂力為生產過程中，油氣井的環空對井口裝置施加的軸向作用力；

獲取所述油氣井中油管的溫度變化量以及套管的溫度變化量；

基于所述油管的溫度變化量及所述套管的溫度變化量，確定所述油管受到的第一軸向熱應力和所述套管的自由段受到的第二軸向熱應力，所述套管的自由段為所述套管的未被水泥所固化的管段；

基于所述環空上頂力、所述第一軸向熱應力和所述第二軸向熱應力，確定所述油氣井的總上頂力；

基于所述套管的溫度變化量，確定徑向熱應力，所述徑向熱應力包括所述套管受到的第一徑向力和所述油氣井的水泥環受到的第二徑向力；

基于所述環空上頂力以及所述徑向熱應力，確定所述套管與所述水泥環之間的膠結力；

獲取所述油管、所述套管以及所述井口裝置的總重力，并根據所述總重力和所述膠結力，確定所述油氣井的阻止力；

根據所述阻止力和所述總上頂力，確定所述井口裝置的抬升高度。

2.根據權利要求1所述的確定方法，其特征在于，所述基于所述套管的溫度變化量，確定徑向熱應力，包括：

獲取各層所述套管的熱膨脹系數以及所述套管的原始長度；

基于所述熱膨脹系數、所述原始長度和所述套管的溫度變化量，確定各層所述套管的徑向體積變化量以及所述水泥環的徑向體積變化量；

根據所述套管的徑向體積變化量以及所述水泥環的徑向體積變化量，確定所述第一徑向力以及所述第二徑向力。

3.根據權利要求1所述的確定方法，其特征在于，所述基于所述環空上頂力以及所述徑向熱應力，確定所述套管與水泥環之間的膠結力，包括：

獲取徑向初始地應力；

根據所述環空上頂力、所述徑向熱應力以及所述徑向初始地應力，確定所述水泥環與所述套管的接觸面上的初始正向力；

基于所述初始正向力，確定所述接觸面的最終正向力；

基于所述最終正向力，確定所述膠結力。

4.根據權利要求3所述的確定方法，其特征在于，所述基于所述初始正向力，確定所述接觸面的最終正向力，包括：

基于所述初始正向力，確定所述接觸面的橫向力、第一正向力以及第二正向力，所述第一正向力為所述接觸面由混凝土收縮效應產生的正向力，所述第二正向力為所述接觸面由拉伸泊松效應產生的正向力；

根據所述橫向力、所述第一正向力以及所述第二正向力，確定所述最終正向力。

5.根據權利要求4所述的確定方法，其特征在于，所述基于所述最終正向力，確定所述膠結力，包括：

建立微元段的平衡方程；

基于所述最終正向力以及所述平衡方程，確定所述接觸面的膠結強度；

獲取每層所述套管的橫截面積；

基于所述膠結強度以及所述套管的橫截面，確定所述膠結力。

6.根據權利要求1所述的確定方法，其特征在于，所述獲取環空上頂力，包括：

獲取各個所述環空的壓力值、所述環空內的流體密度以及所述水泥環的高度；

基于所述環空的壓力值、所述環空內的流體密度以及所述套管外的水泥環的高度，確定所述環空上頂力。

7.根據權利要求1所述的確定方法，其特征在于，基于所述油管的溫度變化量，確定所述油管受到的第一軸向熱應力，包括：

獲取所述油管的軸向變形量以及所述油管的軸向剛度；

基于所述油管的軸向變形量以及所述油管的軸向剛度，確定所述第一軸向熱應力。

8.根據權利要求7所述的確定方法，其特征在于，基于所述套管的溫度變化量，確定所述套管的自由段受到的第二軸向熱應力，包括：

獲取所述套管的自由段的軸向變形量以及所述套管的軸向剛度；

基于所述套管的自由段的軸向變形量以及所述套管的軸向剛度，確定所述第二軸向熱應力。