考虑U型管效应的注水泥套管变形问题研究

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作   者：

欧阳勇;  李军;  赵国翔;  刘金璐;  江文龙;  武志强;  杨宏伟;  殷志明; 

作者机构：

中国石油大学（北京）石油工程学院; 

关键词：

传热过程;  U型管效应;  套管变形;  真空段长度;  变排量注水泥; 

期刊名称：

钻采工艺

i s s n：

1006-768X

年卷期：

2023 年 46 卷 006 期

页   码：

47-52

摘   要：

注水泥过程中的套管变形问题给固井作业带来了巨大挑战.基于U型管效应产生的机理,给出了真空段长度和返出排量的描述方程.考虑温度场对套管变形的影响,推导了传热学方程,用于预测井筒温度场.通过分析注水泥时套管受力情况,建立了相应的套管变形程度计算模型.以新疆油田Z井为例,进行了泵压、真空段长度、注入返出排量等参数的计算.结果表明,当井筒内出现U型管效应时,返出排量不等于注入排量;最佳的注入排量为 12~14 L/s,此时套管变形量较小,且不会发生疲劳破坏.当在井口观测到泵压为 0 时,井筒内就会产生真空段,此时应重视U型管效应可能引发井下复杂.根据敏感性分析,注入排量对套管变形程度的影响最大.在设计注入排量时,可考虑变排量注水泥的设计方法,以便更好地解决该类问题.