井下套管柱理论分析与损伤修复技术PDF电子书下载

1概述 1

1.1油气田套管损坏概况损坏原因及损坏类型 1

1.1.1油气田套管损坏概况 1

1.1.2油气田套管损坏原因分析 3

1.1.3国内油气田套管损坏的大致类型 9

1.2国内外油田套管损坏的研究现状 11

1.3本书的研究意义及主要研究内容 14

1.3.1本书的研究意义 14

1.3.2本书的主要研究内容 15

1.4本章小结 16

参考文献 16

2井壁稳定性力学分析 19

2.1井壁稳定性概述 19

2.2井壁不稳定地层分类 20

2.3井壁稳定性判断准则 22

2.3.1库仑—摩尔准则 22

2.3.2 Drucker—Prager准则 23

2.3.3 Lade准则 25

2.3.4拉伸破坏模型 25

2.4井壁失稳影响因素分析 26

2.4.1井壁失稳力学分析 26

2.4.2井壁失稳的化学机理分析 29

2.4.3井壁稳定的力学和化学耦合分析 29

2.4.4井壁力学稳定性影响因素及局限性分析 33

2.5钻井液和泥页岩的传递作用及对井壁稳定性的影响 35

2.5.1钻井液和泥页岩间传递作用及机理 35

2.5.2传递作用对井壁稳定性的影响 37

2.6硬脆性泥页岩井壁稳定的应力场分析 37

2.6.1等效弹性—损伤柔度张量及本构方程 37

2.6.2井眼周围的应力场计算 40

2.7蠕变地层中井壁围岩的围压分析 41

2.7.1同心井眼中井壁围岩的围压分析 41

2.7.2偏心井眼中井壁围岩的应力和位移分析 43

2.8本章小结 45

参考文献 46

3在役井下套管柱的力学分析 48

3.1油气井井下套管柱力学模型的建立 48

3.1.1几何方程的建立 48

3.1.2井下管柱的本构方程 49

3.1.3井下套管柱受力分析模型 49

3.1.4间隙元法与居中度分析 50

3.2在役井下套管柱的受力分析 52

3.2.1选择应力势函数 52

3.2.2由定解条件确定待定系数 52

3.2.3求套管柱应力及位移 52

3.2.4套管柱围压分析与计算 54

3.3井下套管柱临界外压分析 58

3.3.1井下套管柱外压 58

3.3.2轴向载荷作用下套管柱的临界外压分析 59

3.3.3局部集中力作用下套管柱的临界外压分析 63

3.4非均匀地应力作用下套管柱的受力分析 66

3.4.1受力模型及其简化 66

3.4.2均匀外压和均匀内压作用下套管柱的受力分析 67

3.4.3非均匀压力和非均匀切向力作用下套管柱的受力分析 68

3.5高压异常地层套管柱外挤力分析 69

3.5.1高压异常地层套管柱受力的力学模型 70

3.5.2力学模型的计算结果分析 72

3.6生产作业措施对井下套管柱产生附加力的作用 72

3.6.1热采井套管柱围压和应力分析 72

3.6.2油田注水引起套管柱外挤力分析 78

3.7本章小结 80

参考文献 82

4井下在役套管柱的强度分析 85

4.1井下套管柱强度设计原则 85

4.1.1井下套管柱强度设计一般流程 85

4.1.2井下套管柱强度优化设计模型 86

4.1.3井下套管柱强度设计方法与准则 86

4.1.4井下套管柱强度设计应遵循的原则 87

4.2缺陷对套管柱抗挤强度的影响 88

4.2.1理想圆管模型的建立与求解 88

4.2.2考虑套管制造缺陷的模型修正 89

4.2.3参数敏感性分析 90

4.2.4本节符号说明 91

4.3磨损对套管柱抗挤强度的影响 91

4.3.1套管磨损物理模型 91

4.3.2套管磨损对挤毁影响的有限元计算 92

4.3.3磨损套管挤毁强度计算 94

4.4不均匀载荷对套管柱抗挤强度的影响 96

4.4.1受力分布模型 96

4.4.2不均匀载荷作用下套管柱挤毁的机理 97

4.4.3载荷不均度对套管柱挤毁强度的影响 97

4.4.4不均匀载荷对套管柱径向变形的影响 98

4.4.5偏心量对套管柱抗挤毁强度的影响 98

4.5油气井井下正常作业措施对套管柱强度的影响 99

4.5.1射孔作业对井下套管柱强度的影响 99

4.5.2压裂作业对井下套管柱强度的影响 103

4.5.3高压注水作业对井下套管柱强度的影响 104

4.6井下在役套管柱损伤程度与抗挤能力评估分析 107

4.6.1钻柱与套管接触力分析 108

4.6.2井下在役套管柱损伤程度评估 109

4.6.3磨损套管抗挤强度分析 112

4.6.4本节符号说明 113

4.7本章小结 114

参考文献 117

5油气井损伤套管修复技术的研究与应用 119

5.1井下套管损坏原因分析与套管柱力学模拟研究 120

5.1.1套损原因分析 120

5.1.2油气井井下套管柱变形的仿真力学模型 123

5.2井下套管损伤的检测方法、预防措施与修复技术 127

5.2.1井下套管损伤的检测方法 127

5.2.2井下套管损坏的预防措施 129

5.2.3井下损坏套管的修复技术介绍 131

5.3燃爆修井技术研究与修复效果分析 134

5.3.1爆炸整形技术 134

5.3.2燃爆补贴技术 144

5.3.3爆炸整形与燃爆补贴技术下井工艺与现场应用效果 148

5.3.4爆炸修套技术的现场施工要求及安全技术 152

5.4本章小结 153

参考文献 155

6主要认识与结论 157

致谢 159