期刊,石油管材与仪器 2024年卷3期_国家学术搜索

期刊信息/Journal information

石油管材与仪器

主　　编：薛榆生

出版周期：双月刊

国际刊号：1004-9134

电子邮箱：syyq1987@126.com

电　　话：029-68555093 68555094

邮政编码：710082

地　　址：西安市劳动路115号

石油管材与仪器/Journal Petroleum Instruments

查看更多>>本刊是国内唯一全面介绍和评价国内外仪器、仪表、装备的综合性科技期刊。它集陆地和海上的石油地质勘探、地球物理勘探、地球物理测井、石油开发、石油机械、石油化工、钻井、采油、油气储运、炼化等方面的仪器、仪表、计算机及应用技术之大全，是获取领先科技信息的桥梁、了解仪器、仪表、装备动态和市场需求的窗口，是用户选购仪器仪表的向导和广大读者的良师益友。读者遍及石油、地矿、冶金、煤炭环保、高等院校及情报、信息等部门。

正式出版

收录年代

页岩油气井筒全生命周期完整性技术研究进展

杨尚谕闫炎韩礼红曹婧...

1-6页

查看更多>>摘要：综述了国内外页岩油气开发全生命周期井筒完整性失效的概况.明确了失效形式分为两大类,一是结构完整性失效,即套管产生变形;二是密封完整性失效,即出现环空带压现象.总体来看,我国的页岩气井筒完整性失效问题明显比国外严重,其中套管变形问题严重制约了我国页岩气的高效开发.分析了页岩气井筒完整性失效机理,包括压裂前的下套管、注水泥、水泥候凝、分段压裂等多个阶段.分析表明,复杂的地应力条件、地层各向异性、长水平段非均质性、岩性界面、断层和裂缝发育、井眼轨迹质量差、下套管困难等对压裂前套管的原始应力有明显影响.在压裂过程中,套管承受拉压交变载荷、近井地应力场及地层性质动态变化、裂缝非均匀扩展、微断层滑移、套管温度的急剧变化、水泥环出现微环隙或微裂隙等是导致井筒完整性失效的原因.对中国页岩气井套管变形问题而言,以地层滑移的影响最为显著.最后提出了井筒完整性控制方法,包括:井眼轨道优化与轨迹控制、套管钢级与壁厚优选、固井方式优化、水泥浆体系优化、分段分簇及压裂参数优化等,可为我国页岩气井筒完整性失效问题的治理提供参考.

关键词：

页岩油气井筒完整性下套管固井多级压裂

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深层页岩油气用抗非均质载荷套管开发和性能评价

董晓明李恒政卢小庆

7-10页

查看更多>>摘要：针对深层页岩油和页岩气开采特点及服役条件,开发出BG125HC高强度抗非均质载荷套管,并对其力学性能进行了测试.结果表明,BG125HC高强度抗非均质载荷套管冲击功不小于名义屈服强度值的10%(Akv≥YSmin/10),150℃下屈服强度降低5.9%;压溃强度超出API标准要求37%;抗剪切变形能力较Q125 钢级套管提高17%.BG125HC高强度抗非均质载荷套管适用于深层页岩油和页岩气资源规模开发.

关键词：

抗非均质载荷压溃强度页岩气页岩油

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深层气井水泥环局部缺失对套管外载影响规律分析

李猛陈怡朴程文平闫炎...

11-18页

查看更多>>摘要：深层气井长封固段固井质量不佳易引发水泥环局部缺失,导致套管使用寿命下降.对此,通过建立有限元模型分析了水泥环力学参数、缺失角度、缺失厚度及套管内压力对套管力学完整性的影响.结果显示,当前工程参数条件下,水泥环缺失后套管等效应力最大值出现在套管内壁,套管最大等效应力随水泥环弹性模量的增大而减小;当水泥环弹性模量小于一定值时,水泥环缺失处套管内壁最大等效应力超过套管设计安全应力;套管应力随泊松比的变化规律与弹性模量的变化规律相反,但相对影响较小.随水泥环缺失角度的增加,套管内外壁应力先增加后减小,在水泥环缺失角度为 45°时,套管内壁应力最大,超过 45°套管应力有所降低,但易造成后期"偏心".套管应力最大值随着缺失厚度的增加而增加.随着井筒内压力的增加,水泥环缺失处套管内外壁应力均为先减小后增加,且内压力超过一定数值后,套管最大等效应力由内壁转移至外壁.所得结论可为深层气井长封固段固井提供有益参考.

关键词：

水泥环缺失套管应力缺失角度缺失厚度有限元

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非均匀载荷条件下射孔套管抗挤强度的影响规律研究

王鹏闫炎张楠邢俊杰...

19-24页

查看更多>>摘要：油气井套管抗挤毁性能与材料屈服强度关系紧密,聚能射流穿孔过程中孔眼处存在的射孔裂纹将对射孔套管的抗挤强度产生显著影响.首先针对不同型号钢级的套管进行射孔侵彻实验;然后对无孔眼、机加孔眼和射孔孔眼试件进行静力外挤试验,对比射孔裂纹影响下试件抗外挤性能的变化;最后通过有限元仿真分析了射孔裂纹的存在对套管抗挤性能的影响.结果表明:射孔初始裂纹会加剧孔眼处套管的应力集中现象,并使得射孔套管的抗外挤强度显著下降.此外,相较于孔密与相位,孔径对射孔套管抗外挤强度的降低效果最为显著.

关键词：

射孔套管抗挤强度裂纹有限元

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页岩油气井复杂压裂工况下套管载荷研究

马文海曹婧黄伟明苏展飞...

25-32页

查看更多>>摘要：页岩油气井多级压裂过程中井筒温度变化剧烈及井筒内压频繁交替升降,导致其水平段套管处于复杂的力学环境中,该部位的套管容易出现变形.建立了包括温度效应的套管应力分布有限元模型,计算分析了油气井多级压裂过程中井筒温度变化趋势及对井筒受力的影响,确定了多级压裂过程中套管承受的应力变化规律.对SY1 井多级压裂过程中井筒温度变化趋势及套管承受的应力等进行了计算分析.结果表明,一次压裂过程中井筒内温度由147℃下降至77℃,在120 min的压裂过程中,在500 s内温度由77℃快速上升至140℃,然后缓慢上升至145℃.温度效应模型中套管承受的Mises应力随多级压裂级数的增加呈现增大的趋势(压裂压力+热效应),在43.18 h后达到最大值,套管内壁和外壁承受的Mises应力分别为457.7 MPa和417.79 MPa,该内壁应力比无温度效应条件下套管内壁承受的应力增加了24.72%.因此,对复杂压裂工况下的套管强度进行设计时,应分析井筒内温度效应对套管承受的应力的影响.

关键词：

页岩油气压裂套管温度压力载荷

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广告索引

32页

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页岩油水平井上提下放过程中套管力学特征分析

赵朝阳林铁军朱泽林于浩...

33-38页

查看更多>>摘要：为了提高页岩油水平井套管下入能力,上提下放技术已成为套管下放作业中必不可少的一环.然而,在多次上提下放过程中,井筒套管普遍出现断裂失效行为.以某口页岩油水平井实际套管下放作业为基础,结合弹塑性理论,采用有限元软件建立全井段套管上提下放动力学模型,分别对单次以及多次作业过程中井筒套管轴向力、摩阻以及Mises应力分布状态开展研究.研究发现:在上提下放过程中,套管累积弹性能在上提阶段得到一定释放,在下放阶段重新累积;单次上提下放作业后,井筒套管Mises应力、下放摩阻及轴向力相较作业前明显下降,套管的下入能力得到一定提升;短时间内多次上提下放过程中,随着局部位置套管的弹性能快速累积释放,部分位置套管在摩阻作用下始终处于累积状态,最终导致局部套管屈曲行为进一步加剧.开展套管上提下放过程中的力学行为研究以及风险分析,可为页岩油水平井套管高效安全下入提供指导.

关键词：

页岩油水平井套管下放累积下放摩阻上提下放弹性能

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喇嘛甸油田含腐蚀缺陷套管剩余强度模拟预测模型研究

刘向斌任相羿蔡萌李俊亮...

39-45页

查看更多>>摘要：喇嘛甸油田老井套管不特定点蚀现象频发,导致基于均匀腐蚀和圆形点蚀的安全评价方法准确度不足.为提高老井安全评价准确性,通过带有不同尺寸模拟腐蚀缺陷试样的特殊拉伸试验,结合有限元数值模拟仿真分析手段以及SY/T 5724 给出的套管强度计算公式,建立了含腐蚀缺陷套管剩余强度预测模型.该模型可针对任意尺寸的腐蚀缺陷开展套管剩余强度预测计算,为后期老井剩余寿命评价构建数据基础,指导现场老井套管剩余强度预测.

关键词：

套管腐蚀缺陷数值模拟剩余强度预测模型

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高温井井口抬升工况套管螺纹热应力行为

罗涛尹飞苏鹏黄干...

46-50页

查看更多>>摘要：高温高压井生产过程中出现井口抬升现象,增加了套管螺纹失效的风险,评价井口抬升工况下套管螺纹失效风险是井筒完整性的基础.采用有限元法和实验法,建立了套管螺纹的热应力模型,分析了不同温度与轴向力作用下套管螺纹的力学行为.研究表明:高温高压井套管螺纹失效风险较高,螺纹啮合处两端的螺纹牙容易出现应力集中;井口温度为 33℃时,随着拉力增加,套管螺纹的最大应力值增加,当拉力达到3 350 kN时,偏梯形套管螺纹最大应力为758 MPa,有屈服失效的风险;随着温度的增加,井口抬升量呈线性增大的趋势,而套管螺纹最大应力值也会随之增加.建议在高温井生产时,应选择合适产量或使用隔热管降低螺纹的工作环境温度,以保证现场安全生产.研究成果为高温高压井筒完整性评价提供技术支撑.

关键词：

高温高压井口抬升套管螺纹密封性

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工况外载条件下钛合金/钢钻杆接头有限元分析对比研究

张益铭张建军李晓杨柳...

51-59页

查看更多>>摘要：由于我国的优质天然气资源主要集中在深层及超深层,超深井的钻探对钻柱提出了更高的性能要求.钛合金钻杆由于具有高强、低密、耐蚀、抗疲劳、耐热和无磁性等优点,是超深层天然气钻柱的研究热点.本文使用三维有限元分析方法,对比研究不同外载条件下钛合金材料和钢钻杆材料对高承载钻杆接头承载性能和密封性能的影响,并分析高承载钻杆接头在工况下的失效方式和力学特性.结论表明:钛合金材料可以使钻杆接头的整体应力水平降低20%,抗扭能力提高约60%,但在同样扭矩上扣后螺纹接头的主台肩密封压力比钢制钻杆接头低15%～20%;当加载内压+拉伸+弯矩的复合载荷后,螺纹的最大危险点由外螺纹主台肩圆弧凹槽处转移到了在外螺纹主台肩侧第一圈齿根处,螺纹整体的应力水平增高,密封性能下降.因此为了满足超深井天然气井钻采需求,使用钛合金/钢钻杆复合钻柱时,可适当提高钛合金钻杆的上扣扭矩,提高螺纹接头的密封性能.

关键词：

超深井天然气开发钛合金钻杆高承载接头三维力学有限元分析复合载荷

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