弯曲度对热采井套管失效载荷的影响规律研究

作者：谢涛; 孙连坡; 陈卓; 刘海龙; 霍宏博; 赵洪山

来源：石油工业技术监督, 2021, 37(09): 19-23.

• 套管
• 热采
• 弯曲度
• 强度
• 全尺寸

稠油热采水平井生产过程中,弯曲段套管由于承受热应力和弯曲应力的作用,容易引起套管屈服变形破坏。关于弯曲度对热采井套管失效载荷影响规律的研究,目前国内普遍采用理论计算或数值模拟的手段进行分析,难以对热采水平井套管强度校核提供有力支撑。通过开展模拟热采工况下的全尺寸套管失效室内试验,结合理论计算和有限元模拟手段,研究了不同弯曲度对热采水平井套管失效载荷的影响。在全尺寸试验中,通过在高温(350℃)下施加轴向压缩载荷,室温(≤52℃)下施加拉伸载荷来模拟实际热采工况。试验结果表明,弯曲度小于12°/30 m时,弯曲度对热采井套管失效载荷影响不大;而理论计算与数值模拟结果尽管与试验结果略有差异,但是当弯曲度小于12°/30 m时,套管强度下降幅度分别低于5%和6%,均无明显下降趋势。因此在设计井眼轨道时,可以适当提高套管的弯曲度,减小钻井进尺,降低油气井开采成本。