油气田非均匀地应力作用下的出砂机理及套管可靠性研究PDF电子书下载

第1章 引言 1

1.1 研究的目的和意义 1

1.2 国内外研究现状 2

1.2.1 地应力研究现状 2

1.2.2 油层出砂机理研究现状 3

1.2.3 套管损坏研究现状 5

1.2.4 随机有限元法及可靠度研究现状 7

1.3 研究的基本思路和技术路线 11

1.3.1 研究的基本思路 11

1.3.2 研究的技术路线 12

第2章 非均匀地应力引起的油水井套管损坏规律研究 13

2.1 地应力的测量与计算 13

2.1.1 地应力的测量 13

2.1.2 地应力计算方法 15

2.2 油田开发引起地应力变化与断层滑动 16

2.3 油田注水后的应力变化 17

2.4 注水引起断层面摩擦系数和抗剪强度的降低 18

2.5 注水开发引起地应力变化对套管的影响 20

2.6 本章小结 26

第3章 疏松砂岩地层出砂机理及力学模型的建立 28

3.1 出砂对套管损坏的影响 28

3.2 出砂判别准则 29

3.3 裸眼完井井眼的稳定性分析及出砂判断 30

3.3.1 弹性阶段 31

3.3.2 弹塑性阶段 53

3.4 射孔孔眼的稳定性分析 59

3.5 理论解与有限元解对比分析 63

3.6 出砂预测软件的编制及应用实例 64

3.6.1 功能介绍 64

3.6.2 应用实例 65

3.7 本章小结 67

第4章 疏松砂岩地层套管受力分析 69

4.1 外部受非均匀压力和内部受均匀压力的多层筒受力分析 70

4.1.1 力学模型 70

4.1.2 系统在非均匀外压和非均匀切向力作用下的受力分析 71

4.1.3 系统在均匀外压和均匀内压作用下的受力分析 75

4.2 出砂前套管受力分析 78

4.3 出砂后套管受力分析 79

4.4 套管—水泥环—地层应力分析软件的编制及应用实例 81

4.4.1 软件编制 81

4.4.2 软件应用实例 83

4.5 本章小结 89

第5章 出砂及套管损坏有限元数值模拟 90

5.1 裸眼完井出砂有限元数值模拟 90

5.1.1 力学模型的建立 90

5.1.2 出砂预测准则——有效塑性应变准则 91

5.1.3 井壁附近出砂预测分析 92

5.2 出砂引起的套管应力变化三维仿真 97

5.2.1 有限元模型的建立 98

5.2.2 计算结果分析 101

5.3 本章小结 106

第6章 疏松砂岩地层套管可靠性研究 107

6.1 问题的提出 107

6.1.1 套管所受主要载荷 107

6.1.2 套管的失效形式 108

6.1.3 失效原因 109

6.2 套管可靠性设计的概率方法 111

6.2.1 概率可靠性的设计原理 112

6.2.2 套管强度、应力的分布规律 114

6.2.3 套管强度、应力的可靠度计算 115

6.2.4 算例分析 116

6.2.5 套管老化过程的可靠度分析 117

6.3 套管可靠性的数值模拟 119

6.3.1 套管可靠性模型的建立 119

6.3.2 套管可靠性函数的求解方法 121

6 3.3 套管可靠性数值的模拟方法 122

6.3.4 应用实例 124

6.4 套管失效的预防与预测研究 135

6.5 本章小结 135

第7章 结论 137

参考文献 139

附录 146