深水油氣井環(huán)空壓力管理技術(shù)

目錄
前言
第1章 概述 1
1.1 深水油氣井環(huán)空壓力定義 2
1.1.1 套管變形產(chǎn)生環(huán)空壓力 2
1.1.2 密閉流體膨脹產(chǎn)生環(huán)空壓力 3
1.2 深水油氣井環(huán)空結(jié)構(gòu)與分類 3
1.2.1 油氣井環(huán)空結(jié)構(gòu) 3
1.2.2 油氣井環(huán)空分類 4
1.3 深水油氣井環(huán)空壓力管理技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀 5
1.3.1 深水油氣井環(huán)空壓力預(yù)測(cè)技術(shù)研究現(xiàn)狀 5
1.3.2 深水油氣井環(huán)空壓力防治方法研究現(xiàn)狀 6
1.3.3 主要控制技術(shù)方案 8
第2章 深水油氣田開發(fā)方式特點(diǎn) 10
2.1 深水油氣田開發(fā)方式 10
2.1.1 深水油氣田開發(fā)概況 10
2.1.2 深水油氣田開發(fā)方案 11
2.2 深水油氣井的井身結(jié)構(gòu) 12
2.2.1 井身結(jié)構(gòu) 12
2.2.2 深水油氣井筒溫壓 14
2.3 水下采油(氣)樹 16
2.3.1 水下采油樹分類 17
2.3.2 水下基盤結(jié)構(gòu) 20
第3章 深水油氣井環(huán)空壓力形成機(jī)理 23
3.1 傳熱基礎(chǔ) 23
3.1.1 導(dǎo)熱 23
3.1.2 對(duì)流換熱 24
3.1.3 熱輻射 25
3.2 深水油氣井環(huán)空壓力來(lái)源 26
3.3 深水油氣井井筒半穩(wěn)態(tài)溫度場(chǎng)預(yù)測(cè) 26
3.3.1 深水油氣井溫度分布特點(diǎn) 27
3.3.2 產(chǎn)出液縱向溫度計(jì)算模型 28
3.3.3 深水油氣井環(huán)空溫度計(jì)算模型 29
3.3.4 環(huán)空溫度敏感性分析 30
3.4 深水油氣井井筒瞬態(tài)溫度場(chǎng)預(yù)測(cè) 32
3.4.1 半穩(wěn)態(tài)環(huán)空壓力模型 32
3.4.2 瞬態(tài)環(huán)空溫度預(yù)測(cè)模型 33
3.5 深水油氣井環(huán)空壓力預(yù)測(cè) 36
3.5.1 環(huán)空壓力計(jì)算模型 36
3.5.2 熱膨脹系數(shù)和等溫壓縮系數(shù)隨溫度的非線性變化 37
3.5.3 環(huán)空壓力敏感性因素分析 40
3.5.4 環(huán)空壓力現(xiàn)場(chǎng)簡(jiǎn)單計(jì)算模型 43
3.6 環(huán)空壓力對(duì)井筒完整性的威脅 45
3.6.1 環(huán)空壓力危害概述 45
3.6.2 環(huán)空壓力對(duì)固井水泥環(huán)的影響 46
3.6.3 環(huán)空壓力導(dǎo)致的井口抬升案例分析 51
第4章 開采期間深水油氣井環(huán)空壓力影響因素 60
4.1 油氣井生產(chǎn)措施 60
4.1.1 生產(chǎn)時(shí)間 60
4.1.2 油井產(chǎn)量 61
4.2 環(huán)空流體參數(shù) 62
4.2.1 熱膨脹系數(shù) 62
4.2.2 等溫壓縮系數(shù) 62
4.2.3 環(huán)空流體導(dǎo)熱系數(shù) 64
4.3 套管參數(shù) 65
4.3.1 套管壁厚 65
4.3.2 套管彈性模量 66
4.3.3 套管熱膨脹系數(shù) 66
4.4 水泥環(huán)物性參數(shù) 67
4.4.1 水泥環(huán)彈性模量 67
4.4.2 水泥環(huán)熱膨脹系數(shù) 67
第5章 深水環(huán)空壓力控制措施 69
5.1 環(huán)空最大許可壓力 69
5.1.1 環(huán)空最大許可壓力確定依據(jù) 69
5.1.2 環(huán)空最大許可壓力影響因素 71
5.1.3 環(huán)空最大許可壓力確定方法 73
5.2 環(huán)空壓力防治方法 74
5.2.1 增強(qiáng)套管強(qiáng)度 75
5.2.2 全封固井 76
5.2.3 尾管結(jié)構(gòu) 76
5.2.4 水泥漿上返高度控制 76
5.2.5 破裂盤技術(shù) 77
5.2.6 可壓縮泡沫材料 87
5.3 套管環(huán)空壓力管理措施及流程 92
5.4 環(huán)空壓力風(fēng)險(xiǎn)判定標(biāo)準(zhǔn) 93
第6章 深水環(huán)空壓力釋放工具 95
6.1 破裂盤技術(shù) 95
6.1.1 工作原理及適用條件 95
6.1.2 環(huán)空泄壓工具閾值設(shè)定 96
6.2 可壓縮泡沫套管技術(shù) 99
6.2.1 泡沫材料制備工藝 99
6.2.2 泡沫材料靜水壓載特性 101
6.2.3 泡沫套管壓力控制機(jī)理研究 105
6.3 氮?dú)馀菽綦x液技術(shù) 109
6.4 真空隔熱油管技術(shù) 110
6.5 隔熱封隔液技術(shù) 113
第7章 深水環(huán)空壓力監(jiān)測(cè)與管理技術(shù) 114
7.1 深水環(huán)空壓力監(jiān)測(cè)流程 114
7.2 深水環(huán)空壓力監(jiān)測(cè)方法 116
7.2.1 泄壓/壓力恢復(fù)測(cè)試 116
7.2.2 定產(chǎn)量生產(chǎn)法 119
7.2.3 關(guān)井監(jiān)測(cè)法 119
7.2.4 油套管柱泄漏分析法 119
7.2.5 井筒實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè) 120
第8章 深水環(huán)空壓力管理案例分析 122
8.1 環(huán)空壓力風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估 122
8.1.1 井身結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)數(shù)據(jù) 122
8.1.2 井筒環(huán)空溫度預(yù)測(cè) 123
8.1.3 井筒環(huán)空壓力預(yù)測(cè) 125
8.1.4 管柱強(qiáng)度極限分析 127
8.2 泡沫套管壓力管理 127
8.2.1 泡沫套管設(shè)計(jì)優(yōu)化 127
8.2.2 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用效果分析 129
參考文獻(xiàn) 133