温度效应及环空条件对井口抬升影响规律研究

作者：谢仁军; ***; 徐国贤; 刘书杰; 武治强

来源：石油机械, 2020, 48(02): 72-79.

DOI：10.16082/j.cnki.issn.1001-4578.2020.02.011

• 温度效应
• 井口抬升
• 历史载荷
• 环空耦合状态
• 环空压力
• 深水高温井

为预测深水高温井生产过程中的井口抬升量,基于套管热膨胀效应及热力学基本原理,建立了不同温升条件下单层自由套管及多层套管耦合井口系统抬升量预测模型,设计了3层同心钢管柱为主体的试验装置,开展了不同工况下井口抬升模拟试验,得到了温度效应、环空上端部约束状态和环空压力等因素对井口抬升量的影响规律,提出了解决深水水下井口抬升的主要工程措施。研究结果表明:以试验模型为例,当最内层管柱温度从45℃升高至150℃的过程中,在模拟传热条件下,3层管柱环空上端部敞开时,各层管柱抬升量与其温升呈线性增长规律;环空上端部焊接为整体时,?73. 0和?114. 3 mm管柱最终抬升量相对上端部敞开状态分别减小26. 50%和21. 80%,?177. 8 mm管柱最终抬升量增加4. 06%;环空密闭并加压20 MPa时,?73. 0、?114. 3和?177. 8 mm管柱最终抬升量相对无压力时分别增加了23. 84%、26. 79%和25. 36%;温度及环空条件对井口抬升量影响显著,理论预测值与试验值误差为1. 59%～8. 93%。研究结果可为深水高温井井口抬升控制措施的制定提供技术支持。

• 单位
  中海油研究总院有限责任公司; 中海石油深海开发有限公司