海上油气田双层套管射孔动力学响应规律分析

作者：李中; 文敏; 邱浩^*; 毕刚; 黄辉; 闫新江

来源：石油机械, 2022, 50(09): 93-99.

DOI：10.16082/j.cnki.issn.1001-4578.2022.09.013

• 海上油气田
• 射孔完井
• 双层套管
• 动态模拟
• 药型罩
• 爆轰产物
• von Mises应力

为深入研究海上油气田双层套管射孔过程的动态力学规律，保证双层套管射孔作业的顺利进行。综合考虑双层套管结构特点，采用ANSYS/LS-DYNA仿真技术建立双层套管射孔动态模型，研究射孔弹射孔过程中速度变化规律，揭示双层套管动力学响应特征。研究结果表明：炸药爆炸后产生巨大压力，使得药型罩形成聚能射流，金属粒子流作用使得套管开始产生塑性变形，最终击穿套管；内层套管壁受到爆炸冲击波的影响出现应力变化，套管内壁应力区域较为分散；金属粒子流开始接触内层套管，此时内层套管开始出现应力集中区域，管道内部高应力区域以射孔中心为原点逐渐向四周扩大，内层套管逐渐受损；水泥环应力变化曲线整体呈现先增大、后减小、最终保持稳定的趋势；外层套管击穿处应力变化呈现持续震荡形态，60μs时外层套管应力急剧增大至862 MPa,应力保持短暂平稳后，于125μs后处于震荡阶段，最大应力为862 MPa。研究结果可为双层套管射孔可行性分析提供指导。

• 单位
  中海油研究总院有限责任公司; 西安石油大学