水泥环缺失套管安全系数计算及规格优选

作者：丁建新; 席岩^*; 王海涛; 温欣; 李辉; 郭雪利

来源：石油机械, 2023, 51(04): 112-118.

DOI：10.16082/j.cnki.issn.1001-4578.2023.04.016

• 水力压裂
• 水泥环缺失
• 套管变形
• 安全系数
• 壁厚
• 应力变化

长庆马岭油田水力压裂过程中套管变形问题频繁发生。针对该问题，考虑直井段地层力学特性变化、直井段套管内压变化，建立了水泥环环状缺失套管应力计算模型，分析了缺失位置套管应力以及安全系数随井深变化规律，研究了套管内压对于套管安全系数的影响规律，计算了不同钢级、壁厚套管的极限井深。研究结果表明：水泥环环状缺失导致套管应力显著增加，最大应力处出现在水泥环完整和缺失界面位置；随着井口压力的不断增加或井深的不断增加，缺失处套管应力不断增加，安全系数不断降低。提升套管钢级和降低径厚比都有利于套管安全系数的提升，保持合理的内压是防控水泥环缺失段套管变形的有效防范措施，最终形成了一种水泥环环状缺失时套管规格优选方法。研究结果可为马岭油田套管钢级和壁厚的优选提供依据。

• 单位
  中国石油集团钻井工程技术研究院; 北京工业大学