【CN109931048A】油气井油套管完整性检测方法及评价系统【专利】

(19)中华人民共和国国家知识产权局

(12)发明专利申请

(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910237027.5

(22)申请日 2019.03.27

(71)申请人 南智（重庆）能源技术有限公司

地址 400147 重庆市江北区福泉路龙湖源

著天街

(72)发明人 黄有为　

(74)专利代理机构 成都方圆聿联专利代理事务

所(普通合伙) 51241

代理人 曹少华

(51)Int.Cl.

E21B 47/00(2012.01)

E21B 47/007(2012.01)

(54)发明名称

油气井油套管完整性检测方法及评价系统

(57)摘要

本发明提供了一种油气井油套管完整性检

测方法及评价系统，包括：复杂井况水平井井眼

轨迹处理模块；复杂井况水平井完井管柱下入受

力分析及强度校核模块；复杂井况水平井作业管

柱下入受力分析及强度校核模块；多封隔器复杂

井况水平井完井作业管柱压裂酸化过程中受力

分析及强度校核模块；计算结果可视化和自动生

成报告模块；套管柱载荷分析及优化模块；检测

方法包括：建立力学模型；建立评价系统；实施运

行计算；套管强度设计；建立套管柱载荷分析及

优化模块；

油管、套管水泥环、地层等数据分析处理。本发明优点在于：全面，系统，科学的综合评

判，解决了目前分析井筒完整性方法只考虑单一

因素的问题。权利要求书3页 说明书19页 附图5页CN 109931048 A 2019.06.25

C N 109931048

A

权　利　要　求　书1/3页CN 109931048 A

1.一种油气井油套管完整性检测评价系统，其特征在于，包括：

(1)复杂井况水平井井眼轨迹处理模块；

复杂井况水平井井眼轨迹处理模块利用井眼轨迹测量数据采用最小二乘法的二次多项式拟合得到光滑连续的二维井眼轨迹，可以显著降低离散测量点对完井管柱受力造成的误差；同时，也可以减少单个点测量误差或错误对整体计算结果的影响；

复杂井况水平井井眼轨迹处理模块通过选择一口井的井身结构数据来绘制该井的二维井身结构，并将其显示在程序界面上；同时，用户可以通过点击“主视图”、“右视图”、“俯视图”实现快速定位到某一特定角度对井身结构进行查看；此外，对于软件提供了水平段局部放大图形的显示和绘制功能，便于用户对水平段的井身轨迹平滑程度有更清晰和直观的了解和认识；

(2)复杂井况水平井完井管柱下入受力分析及强度校核模块；

对于复杂井况水平井完井管柱下入过程的受力分析计算，将其分为二段分别进行计算，即垂直井段、弯曲井段和水平井段；由十复杂井况水平井完井管柱在弯曲段受力的复杂性，为了保证计算的精确性，拟采用四种不同的理论分析模型，以便进行分析对比；四个理论分析模型分别为：二维刚性模型、二维刚性模型、刚度力模型和整体计算模型；并采用第四强度理论对完井管柱的安全性进行校核，给出相应的安全系数及危险点对应的位置；

复杂井况水平井、定向井完井管柱下入受力分析计算模块，主要计算出下入过程中的轴向力、井口拉力、摩阻力及其对应的MISES应力，得出下入过程中管柱的安全系数，为完井管柱下入作业提供施工参数和安全评价；

(3)复杂井况水平井作业管柱(带作业工具)下入受力分析及强度校核模块；

考虑到分层压裂作业时多个封隔器存在对管柱受力的影响，计算得出不同参数下作业管柱下入过程中的受力及应力水平和安全系数等参数；计算单封隔器作业管柱下入过程中摩阻力、轴向力、井口拉力及对应应力，得出作业管柱下入过程中的安全系数，得出封隔器参数对下入过程中受力的影响定量关系；

(4)多封隔器复杂井况水平井完井作业管柱压裂酸化过程中受力分析及强度校核模块；

压裂酸化管柱在下入井底、锚爪锚定、封隔器坐封以及以后的压裂酸化或生产过程中，由于管柱自重、液柱浮力，管柱内外压力差、温差以及流体的摩阻作用，使压裂酸化管柱产生以下基本效应；计算分析单封隔器作业管柱压裂时管柱的各种应力及变形，得出压裂过程中不同工况和作业层下作业管柱的安全系数；

(5)计算结果可视化和自动生成报告模块；

计算完成后，软件将会把前面计算得到的计算结果数据及图形自动写入到word文档中，以便于用户使用。

2.根据权利要求1所述的一种油气井油套管完整性检测评价系统，其特征在于：所述评价系统还包括：套管柱载荷分析及优化模块；该模块包括：数据输入模块；轴向载荷分析模块；内压力分析模块；外压力分析模块；套管数据库模块；套管材料数据库模块；套管柱强度计算与套管柱优化设计模块；数据输出模块。

3.根据权利要求2所述的一种油气井油套管完整性检测评价系统的检测方法，其特征在于包括以下步骤：

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