[發(fā)明專利]井口裝置抬升高度的確定方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010784223.7
• 申請(qǐng)日: 2020-08-06
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111832194B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-10-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王漢;李玉飛;張華禮;羅偉;張林;陸林峰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)石油天然氣股份有限公司
• 主分類號(hào): G06F30/20
• 分類號(hào): G06F30/20;E21B47/00;E21B47/07;G06F113/14;G06F119/08;G06F119/14
• 代理公司: 北京三高永信知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11138
• 代理人: 李珂珂

本公開(kāi)提供了一種井口裝置抬升高度的確定方法，屬于油田開(kāi)發(fā)技術(shù)領(lǐng)域。確定方法包括：獲取環(huán)空上頂力，獲取油氣井中油管的溫度變化量以及套管的溫度變化量；確定油管受到的第一軸向熱應(yīng)力和套管的自由段受到的第二軸向熱應(yīng)力，基于環(huán)空上頂力、第一軸向熱應(yīng)力和第二軸向熱應(yīng)力，確定油氣井的總上頂力；基于環(huán)空上頂力以及徑向熱應(yīng)力，確定套管與水泥環(huán)之間的膠結(jié)力；獲取油管、套管以及井口裝置的總重力，并根據(jù)總重力和膠結(jié)力，確定油氣井的阻止力；根據(jù)阻止力和總上頂力，確定井口裝置的抬升高度。本公開(kāi)通過(guò)該方法能夠精確的確定井口裝置抬升高度，為井口抬升防控措施制定提供依據(jù)。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開(kāi)屬于油田開(kāi)發(fā)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種井口裝置抬升高度的確定方法。

背景技術(shù)

在油氣田開(kāi)采過(guò)程中，高溫、高壓、高產(chǎn)、高酸性氣井的井口溫度高，當(dāng)產(chǎn)量變化時(shí)，會(huì)出現(xiàn)井口溫度差，而該溫度差會(huì)使得井口自由段套管產(chǎn)生熱應(yīng)力變化，進(jìn)而導(dǎo)致井口裝置被抬升，破壞氣井完整性，損壞地面設(shè)備。對(duì)于含硫氣井，井口裝置被抬升后極易發(fā)生泄漏，這會(huì)嚴(yán)重威脅周圍環(huán)境和人生安全。因此，準(zhǔn)確預(yù)測(cè)井口裝置抬升高度對(duì)井口抬升風(fēng)險(xiǎn)防控和保障油氣井井筒完整性具有重要意義。

相關(guān)技術(shù)中，對(duì)井口裝置抬升高度的確定方法主要包括：分析生產(chǎn)過(guò)程中溫度效應(yīng)造成的油套管在井口處產(chǎn)生的軸向力，以及環(huán)空帶壓對(duì)井口產(chǎn)生的上頂力，通過(guò)軸向力以及環(huán)空帶壓產(chǎn)生的上頂力，最終預(yù)測(cè)出井口裝置的抬升高度，(其中，油氣井的井身結(jié)構(gòu)具體可見(jiàn)附圖1)。

然而，以上確定方法在分析井口產(chǎn)生的上頂力時(shí)，由于僅僅考慮油套管中的軸向力，所以無(wú)法真實(shí)的反應(yīng)套管和水泥環(huán)之間的滑移機(jī)理，以致不能準(zhǔn)確預(yù)測(cè)井口裝置的抬升高度。

發(fā)明內(nèi)容

本公開(kāi)實(shí)施例提供了一種井口裝置抬升高度的確定方法，可以準(zhǔn)確預(yù)測(cè)井口裝置的抬升高度，為井口抬升防控措施制定提供依據(jù)。所述技術(shù)方案如下：

本公開(kāi)實(shí)施例提供了一種井口裝置抬升高度的確定方法，應(yīng)用于計(jì)算機(jī)設(shè)備，所述確定方法包括：

獲取環(huán)空上頂力，所述環(huán)空上頂力為生產(chǎn)過(guò)程中，油氣井的環(huán)空對(duì)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(yīng)力和所述套管的自由段受到的第二軸向熱應(yīng)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(huán)空上頂力、所述第一軸向熱應(yīng)力和所述第二軸向熱應(yīng)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(yīng)力，所述徑向熱應(yīng)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(huán)受到的第二徑向力；

基于所述環(huán)空上頂力以及所述徑向熱應(yīng)力，確定所述套管與所述水泥環(huán)之間的膠結(jié)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(jù)所述總重力和所述膠結(jié)力，確定所述油氣井的阻止力；

根據(jù)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。

在本公開(kāi)的又一種實(shí)現(xiàn)方式中，所述基于所述套管的溫度變化量，確定徑向熱應(yīng)力，包括：

獲取各層所述套管的熱膨脹系數(shù)以及所述套管的原始長(zhǎng)度；

基于所述熱膨脹系數(shù)、所述原始長(zhǎng)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(huán)的徑向體積變化量；

根據(jù)所述套管的徑向體積變化量以及所述水泥環(huán)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。

在本公開(kāi)的又一種實(shí)現(xiàn)方式中，所述基于所述環(huán)空上頂力以及所述徑向熱應(yīng)力，確定所述套管與水泥環(huán)之間的膠結(jié)力，包括：