第7章完井管柱

完井管柱受力分析课件

受力分析
根据B区的地质资料和生产数据，对完井管柱进行受力分析。分析方法与A区相同，考虑轴向力、径向力和弯曲力的作用，并计算各力的数值。
优化设计
根据受力分析结果，对油田B区完井管柱进行优化设计。针对B区的地质条件和生产条件，选择适合的管柱材料、直径和壁厚，以及合适的连接方式。同时考虑油井的后期维护和修井作业，对管柱设计进行细致的优化。
背景介绍
油田A区完井管柱的受力情况是完井工程设计的重要依据，通过对管柱受力分析，可以优化管柱设计，提高油井产能和延长油井寿命。
受力分析
油田A区完井管柱主要受到轴向力、径向力和弯曲力的作用。轴向力主要由井液压力和管柱自重产生，径向力主要由井壁摩擦产生，弯曲力主要由管柱与井口装置的碰撞产生。通过对这些力的计算和分析，可以确定管柱的稳定性、安全性和可靠性。
完井管柱通常由多根不同规格、材质的管材组成，如油管、套管、尾管等，根据设计要求，通过螺纹连接或焊接等方式组合而成。
完井管柱的作用
01
02
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04
封闭井口，防止油气泄漏和地面污染。
实现油气开采、油水分离，提高采收率。
支撑井壁，保持井筒稳定。
承受地层压力和外部载荷，保证安全生产。
完井管柱的组成
完井管柱受力分析课件
目录
• 完井管柱概述 • 完井管柱受力分析基础 • 完井管柱静态受力分析 • 完井管柱动态受力分析 • 完井管柱受力的数值模拟方法 • 完井管柱设计及优化 • 完井管柱受力分析实例
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完井管柱概述
完井管柱的定义
完井管柱是指油田开发过程中，在钻井工程完成后，用于封闭井口、实现油气开采、油水分离等功能的管柱。
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完井管柱受力的数值模拟方法

油气开采第七章

第二章－>>第一节
油气开采
四、砾石充填完井
砾石质量要求
砾石的强度
砾石强度的标准是抗破碎试验所测出的破碎
砂重量含量不超过下表所示的数值。
砾石抗破碎推荐标准
充填砂粒度(目) 8～16 12～20 16～30 20～40 30～50 40～60
破碎砂重量百分含量(%) 8 4 2 2 2 2
第二章－>>第一节
根据孔眼形式可分为圆型和割缝衬管，后者防砂效果好
第二章－>>第一节
油气开采
三、衬管完井
割缝衬管完井方法
割缝衬管完井是在裸眼完井的基础上，在裸眼井内下入割缝衬管。在直井、定向井、水平井中都可采用。与裸眼完井相对应，割缝衬管完井方法也有两种完井工序：先期固井和后期固井。
第二章－>>第一节
第二章－>>第一节
油气开采
三、衬管完井
割缝衬管示意图
割缝衬管就是在衬管壁上沿着轴线的平行方向或垂直方向割成多条缝眼
梯形，大边在内
第二章－>>第一节
油气开采
三、衬管完井
割缝衬管缝眼的功能
允许一定数量和大小的能被原油携带至地面的“细砂”通过。能把较大颗粒的砂于阻挡在衬管外面。这样，大砂粒就在衬管外形成“砂桥”或“砂拱”。砂桥中没有小砂粒，因为生产时此处流速很高，把小砂粒都带入井内了。砂桥的这种自然分选，使它具有良好的通过能力，同时起到保护井壁的作用。
缺点：井底容易坍塌，油层出砂，不宜进行分层作业，油、气、水层易互相干扰
第二章－>>第一节
油气开采
一、裸眼完井
适用地质条件

完井基本知识介绍

注水层
生产筛管
偏心注水工作筒
注水层
套管
注水管
定位密封接头防砂封隔器
注水层分层密封隔离封隔器
注水层
盲堵导向器
注水层
盲堵导向器
人工井底
注水层底部封隔器
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四、完井作业施工程序
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现场实施阶段
主要作业步骤
1）按设计要求摆放地面设备 2）立钻杆或管柱 3）装防喷器/功能/压力试验 4）刮管洗井（见图示）
尾管射孔完井：在钻头钻至油层顶界后，下技术套管注水泥固井，然后用小一级的钻头钻穿油层至设计井深，用钻具将尾管送下并悬挂在技术套管上。尾管和技术套管的重合段一般不小于50m。再对尾管注水泥固井，然后射孔。
水平井射孔完井：一般是技术套管下过直井段注水泥固井后，在水平井段内下入完井尾管、注水泥固井。完井尾管和技术套管宜重合100m左右。最后在水平井段射孔。
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采油树
油管四通
套管头
地面安全阀
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三、完井管柱
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完井管柱
下入完井管柱使生产井或注入井开始正常生产是完井的最后一个环节。井的类型（采油井、采气井、注水井、注蒸汽井、注气井）不一样，完井管柱也不一样。即使都为采油井，采油方式不同，完井管柱也不同。目前的采油方式主要有自喷采油和人工举升（有杆泵、水力活塞泵、潜油电泵、气举）采油。
套套管管闸闸门门
为了最大限度的降低油气层的污染，射孔前彻底清洗套管/钻杆，确保最后清洗后的返出液在半小时内的连续浊度值（NTU）≤30μm
5）射孔校深（见图示） 6）投棒点火
人工井底
用用不不同同的清的洗清液洗清洗液清洗
返返出出（液赃）液钻杆套管

水平井分段完井技术及完井管柱方案

（ｓｎｆｎｔｔｔｏｔｏｅｍ尺ＰｒｈＩｓｉＭｅｆＰｅｒｌｕＥｘｐｏａｉｎ＆ＤｅｅｏｍｅｔＣＮＰＣ，ｉｉｇ１０８，ｈｎｌｒｔｏｖｌｐｎ，Ｂｅｊｎ００３Ｃｉａ）
ＡｂｔａｔＴｈｅｔｅｉｉｔｏｃｄｇｏｏｃｆｃｏｒｏｅｅｖｉｎｄｆｄａｅａｐｉｉｌｓｆｒ— ｓｒｃ：ｈｓｓｎｒｄｕｅｅｌｇｉａｔｆｒｓｒｏｒａｕｎｍｎｔｌｒｎｃｐｅｏｒｈｏｉｚｎｔｌｗｅｌｃｍｐｅｉｎ，ｅｈｎｃｌｄｆｉｕｌｉｓａｏｕｔｏｏｏｒｚｎｔｌｗｅｌｃｍｐｌｔｏｅｅａ — ０ａｌｏｌｔｏｔｃｉａｉｆｃｔｅｎｄｓｌｉｎｓｆｒｈｉｏａｌｏｅｉｎｗｒｎａｙｅｐｒｏｒａｃｎｄａｌｃｔｏｎｏｆｓｖｒｌｓｇｅａｅｏｐｅｉｎｐｏａｓｆｒｈｏｉｏａｅｌｌｚｄ；ｅｆｍｎｅａｐｐｉａｉｅｅａｅｒｇｔｄｃｍｌｔｏｒｇｒｍｏｒｚｎｔｌｗｌｗｅｅｄｅｃｉｄ，ＵｃｓｓｒｅｎａｉｇｃｍｅｔｎｏｂｉａｉｏｍｐｌｔｏｓｒｅｎｄｅｔｒａｒｓｒｂｅＳｈａｃｅｎａｄｃｓｎｅｎｉｇｃｍｎｔｏｎｃｅｉｎ，ｃｅｎａｘｅｎｌ
水平井分段完井技术及完井管柱方案
刘猛，董本京，张友义
（国石油勘探开发研究院工程技术研究所，京１０８）中北００３

射孔技术

跟踪距=标准接箍深度+射孔零长-本炮射孔顶界深度（+为上跟踪，—为下跟踪）
（2）油管传输射孔调整距的计算公式调整距=定位油管底界深度+总零长-射孔顶界深度（+为上提，—为下放）
（3）点火记号深度的计算公式 D=Y+H-（P+T+Z）式中 D——点火记号深度（m）； Y——油层顶部深度 (m)； H——校正值 (m)； P——零长差 (m)； T——套补距 (m)； Z——仪器零长 (m)。
第三章油管传输射孔(TCP)
一、油管传输射孔工艺的原理油管传输射孔的基本原理是把每一口井所需射开的油气层的射孔器全部连在一起联接在油管柱的尾端，形成一个硬联接的管串下入井中。通过在油管内测量放射性曲线或磁性定位曲线，校深并对准射孔层位。可连续采用多种引爆方式引爆射孔器。为实现负压射孔，在引爆前，可使射孔井段的液柱压力低于地层压力，以保护射开的油气层。
射孔技术
目录
第一章炸药第二章射孔深度的计算第三章油管传输射孔第四章电缆射孔第五章电缆桥塞及工工程事故处理第六章油管输送射孔与地层测试器联合作业第七章超正压射孔工艺第八章完井管柱简介
第一章炸药
第一节概述
一炸药的概念 1.爆炸
爆炸是物质急剧的物理或化学变化。在急剧变化的同时，伴随着该物质含有的能量积聚的转变为压缩能和运动能。从广义上讲，爆炸是一种极为迅速的物理或化学能量的释放过程。 2.爆炸现象 1)物理爆炸现象 2) 化学爆炸现象 3) 核爆炸现象
油气井射孔常用的几种常用炸药
1．黑索金(RDX) 2. 奥克托金(HMX) 3. 雷汞 4. 叠氮化铅 5. R-852炸药
第三节射孔施工中常用的爆炸物品简介

第七章--固井和完井电子教案

1、ρd≥ρpmax+Sb
防井涌
2、(ρdmax-ρpmin)×Dpmin×0.00981≤△P 防压差卡钻
3、ρdmax+ Sg + Sf ≤ρfmin
防井漏
4、ρdmax+ Sf + Sk ×Dpmax/ Dc1≤ρfc1
防关井井漏
其中：
ρd —钻井液密度， g/cm3； ρdmax—裸眼井段内使用的最大钻井液密度，g/cm3； ρpmax—裸眼井段钻遇的最大地层压力的当量泥浆密，g/cm3； Dpmax —最大地层孔隙压力所处的井深，m； ρpmin — 裸眼井段钻遇的最小地层压力的当量泥浆密度， g/cm3
试取 D21=3400m 并代入上式得：
ρf =2.04+0.036+0.03+0.06 × 4250/3400=2.181 No
g/cm3
Image
由破裂压力曲线上查得ρf3400=2.19 g/cm3，ρf <ρf3400 且
No Image
（2）校核中间套管是否会被卡
由地层压力曲线上看出，钻进到深度D21=3400m时，遇到的最大地层压力就在3400m处。查得： ρp3400=1.57g/cm3， ρpmin=1.07g/cm3，Dmin=3050m。
6个设计系数：
抽系压力系数 Sb：0.024～0.048 g/cm3
激动压力系数 Sg：0.024～0.048 g/cm3
压裂安全系数 Sf：0.03～0.06 g/cm3
No
井涌允量 Sk：0.05～0.08 g/cm3
Image
压差允值 p：PN:15～18 MPa ，PA：21～23 MPa

MHR封隔器常规完井管柱标准化操作程序

塔中常规完井管柱工艺规程当井筒情况、地质情况同时具备以下条件时，优先考虑此种完井方式：1、直井、大斜度井或水平井均可；2、无漏失、或漏失量很小；3、采油四通已安装；4、要下长期完井管柱；5、管柱回插部分可以回收，便于后期修井作业。

在同时满足以上前4个条件的情况下进行完井试油及酸压施工都优先考虑此种管柱组合。

一、管柱操作规程1、管柱配置：采用7〞MHR液压永久式封隔器单趟完井管柱2、工具系统功能2．1井下安全阀–作为紧急情况下的安全保障，可实现井口失控状态下的井下关井，作为井控安全的最后保障工具。

2.2棘齿锁定密封、完井封隔器系统–满足一趟管柱锁定、密封，油套隔离，如需修井则可以从棘齿锁定密封处脱手起出上部管柱。

3、井下工具工作原理及技术参数3.1采用NE™ 型油管携带可回收式井下安全阀哈里伯顿公司井下安全阀为全金属密封,自平衡安全阀。

金属材质INC718，具有超高抗腐蚀性，保证了在H2S 、CO2腐蚀环境下正常工作。

安全阀设计简单可靠，现场操作方便。

并提供配套的安全阀附件。

这种井下安全阀地面液压控制开关，压力通过控制管线传递，实现远端控制。

NE油管回收井下安全阀技术参数●阀的类型：非弹性密封●尺寸：3-1/2”●锁定类型：X●最大外径：5.3”（134.62mm）●最小内径：2.813”（71.45mm）●材质：NICKEL ALLOY 718●服务环境：H2S/CO2●螺纹连接：3 1/2-9.20 FOX-K BOX-PIN●压力等级：10000 PSI（68.94MPa）●温度等级：20 TO 300 Deg. F （-7 TO 149 DEG C）●最大开启压力：1900 pounds/sq. inch （13100 KPA）●最小关闭压力：600 pounds/sq. inch （4137 KPA）3.2采用哈里伯顿MHR液压永久封隔器封隔器应用于大斜度生产和注水井，单趟完井，特别适合于海上和施工环境较差的完井。

气井完井管柱安全状态评估系统设计与应用

断
块
油
气
田２００９年１１月
第ｌ６卷第６期
文章编号：０５８０（０９０ — ９ — ２１０ — ９７２０）６０７０
ＦＬ — 【Ｋ０Ｌ＆ＧＳＦＥＤＡＵＢＤＣＩＡＩＬ
气井完井管柱安全状态评估系统设计与应用
指导完井工艺的选择。
关键词气井；完井管柱；柱变形；管强度校核
中图分类号：Ｅ２￣Ｔ９５．３文献标识码：Ａ
Ｄｅｉｎａｄａｐｉａｉｎｏｃｒｔｓｅｓｅｔｙｔｍｏａｌｃｍｐｅｉｎｓｒｎｓｇｎｐｌｔｏｆｓｕｉａｓｓｍｎｓｅｆｒｇｓｗｅｌｏｌｔｔｉ效应；）２因管柱平均温度变化引起
ｃａｇｓｄｒｎｒｄｃｉｎａｄｂｒｈｌｐｒｔｎｗｉｈａｅｔｔｅｓｃｒｔｆｔｅｃｍｐｅｉｎｓｒｇＳｔｓｏｌｅｅａｕｔｄｈｎｅｕｉｇｐｏｕｔｎｏｅｏｅｏｅａｉ，ｈｃｆｃｓｈｅｕｙｏｏｌｔｔｎ．ｏｉｈｕｄｂｖｌａｅ．ｏｏｉｈｏｉＢａｅｎｔｅａａｙｉｏｈｅｅａｕｅａｄｐｅｓｒｈｎｅｆａｕａａｌｂｆｒｎｆｒｄｆｒｎｐｒｔｇｃｎｉｏｓｓｄｏｈｎｌｓｆｔｅｔｍｐｒｔｒｎｒｓｕｅｃａｇｓｏｔｒｌｓｗｅｌｅｏｅａｄａｔｉｅｅｔｏｅａｉｏｄｔｎ，ｓｎｇｅｆｎｉｔｉｐｐｒｈｓｐｏｏｅｅｃｒｅｐｎｉｇｓｉｇｄｓｏｔｏｏｕａｉｎａｄｔｅｉｔｎｉｘｍｉａｉｎｍｅｈｄａｄｈｓｃｒｅｎｈｓａｅａｒｐｓｄｔｏｒｓｏｄｎｔｎｉｒｎｃｍｐｔｔｎｈｎｅｓｔｅａｎｔｏｔｏ，ｎａａｒｄｏｈｒｔｉｏｙｉｔｅｅａｌｏｕａｉｎｗｈｃａｂａｎｄｇｏｅｕｔＴｉｔｏａｅｐｄｓｇｉｇａｎｗｅｌｏｌｔｎｓｎｆｅｕｔｈｘｍｐｅｃｍｐｔｔ，ｉｈｈｓｏｔｉｅｏｄｒｓｌｈｓｍｅｈｄｃｄｈｌｅｉｎｎｅｗｌｃｍｐｅｉｔｇｏｃｒｙｏ．ｏｉｒｓｉａｄｉｓｒｃｈｏｅｔｅｗｅｌｏｌｔｎｔｃｎｑｅｎｔｔｏｃｏｓｌｃｍｐｅｉｈｉｕ．ｎｕｔｈｏｅ