高酸性气田套管柱安全可靠性评价方法研究

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1、高酸性气田套管柱安全可靠性评价方法研究2O11侄第9期第4O卷第1页石油矿0ILFIELD场机械EQUIPMENT2011,40(9):1～5oo文章编号:1O01-3482(2011)09—000105高酸性气田套管柱安全可靠性评价方法研究王光石1石石.,李文飞,周延军(1.中国石油大学(华东)石油工程学院,山东青岛266555;2.胜利石油管理局钻井工艺研究院,山东东营257017)摘要:普光气田Hs和CO:含量高,属于高酸性气田,如何评价套管柱的安全可靠性,确保气田长期稳定开发成为关键问题之一.在分析载荷对套管作用机理的基础

2、上,研究了套管载荷计算模型,并根据可靠性理论,将套管柱整体作为串联系统,结合酸性气田套管柱失效形式的分析,提出了套管柱单元及整体系统可靠度计算模型,建立了酸性气田套管柱安全可靠性评价方法.实例分析结果表明:P101—2H井开发初期套管柱系统安全可靠度为100,证明了井身结构设计的合理性,经过10～20a的开发,由于腐蚀,射孔,地层活动等因素造成套管强度减小,导致套管柱整体可靠度降低,存在发生失效的可能性.关键词:酸性气田;套管;失效;可靠性;评价方法中图分类号:TE931.2文献标识码:AStudyonEvaluationMeth

3、odofReliabilityofCasinginHighLevelAcidGasFieldWANGGuang—lei¨.LIWen—fei.ZHOUYan—jun'.(1.CollegeofPett.oleumEngineering,ChinaUniversityofPetroleum,Qingdao266555,China;2.DrillingTechnologyResearchInstitute.ShengliPetroleumAdministration,Dongying257017,China)Abstract:Pugu

4、anggasfieldisacidgasfieldbecauseofhighlevelofH2SandCO2,SOitisimpor—tantforexploitingsafelytoevaluatereliabilityofcasing.Basedontheanalysisofcasingloadmechanism,calculationmodelwasstudied.Accordingtoreliabilitytheory,casingstringisaseriessystem,andconsideringthefailure

5、ofcasingstringingasfield,reliabilitymodelofcasingpartsandwholewereproposed.TheanalysisresultsshowthatreliabilityofwholecasingofP101—2Hwellwas100intheearlydaysofexploit,andcasingdesignwasright.Becausesome[actorsin—cludingcorrosion,perforatingandSOondecreasedthestrength

6、ofcasing,reliabilityofwholecas—ingisdecreasedin10and20years.Keywords:acidgasfield;easing;failure;reliability;evaluationmethod普光气田是目前我国发现的最大天然气田.也是川气东送的主要源头,已探明储量3.5×10"m.,Hs摩尔含量14.96%,CO.含量8.2O%,属高酸性气藏.由于Hs含量高,对钻井安全特别是人身安全及周围环境安全构成了严重威胁.酸性环境对套管强度,套管材质和井身结构设计提出了特殊的要求.因

7、此,研究高酸性气田套管柱安全可靠性评价方法,对于确保高酸性气田钻完井工程施工和生产开发的安全,提高我国高酸性气田的勘探开发技术,保证川气东送工程的顺利实施,具有重要的战略收稿日期:2011O3—07基金项目:国家科技重大专项(2008ZX05017);国家科技支撑计划项目(20.8BAB37Bo6)作者简介:王光磊(1979一),男,山东济阳人,工程师,博士研究生,主要从事钻井工程设计技术及钻井工艺技术方面研究.石油矿场机械2O11年9月意义和社会经济效益.l套管柱力学分析井眼中套管柱受力状态复杂,套管力学分析是评价套管柱安全可靠

8、性的关键和基础,因此有必要首先对套管柱承受的各种载荷进行分析.1.1径向应力和周向应力地层孔隙压力,水泥环压力,钻井液柱压力,地层蠕变运动产生的侧向力,地震等因素的作用主要引起套管缩径,挤扁,破裂,错断等失效,在套管上产生不同程度的径向应力和周向应