防止热采井套管热破坏的预压固井技术

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1、第25卷第6期Vol.25No.6工程力学2008年6月June2008ENGINEERINGMECHANICS219文章编号：1000-4750(2008)06-0219-06防止热采井套管热破坏的预压固井技术*李子丰，阳鑫军，王兆运，田新民(燕山大学石油工程研究所，秦皇岛066004)摘要：热力采油是开采稠油的最广泛、效益较高的方法。实践表明：注蒸汽稠油井如果用常规方法固井，那么在通常的注汽温度下，套管都因热应力而产生屈服变形。目前现场常用的防止套管热破坏方法不能从根本上解决问题。该文提出了防止热采井套管热破坏的预压固井技术，即在注水泥结束但没

2、有凝固时，向油层套管施加内压强，使套管膨胀；水泥在套管膨胀的条件下凝固。计算表明：采用预压固井技术后，热采井在整个生产周期内，套管不但不屈服，而且还有较大的安全系数。此项技术可能成为延长热采井套管使用寿命的重要手段。关键词：注蒸汽；套管损坏；套管应力；固井；数学模型中图分类号：TE256文献标识码：ACASINGCEMENTINGWITHINTERNALPREPRESSURIZATIONFORTHERMALRECOVERYWELLS*LIZi-feng,YANGXin-jun,WANGZhao-yun,TIANXin-min(DetroleumEn

3、gineeringInstitute,YanshanUniversity,Qinhuangdao066004,China)Abstract:Thethermalrecoveryisaverycommonandeffectivemethodforproducingheavyoil.Thecasingfailureisaveryseriousprobleminthermalrecoverywells.Insteaminjectionprocess,casingisheatedbysteam.Thechangeofcasingtemperaturepro

4、ducesthermalstressesinthecasing.Thecasingdeformswhenstressesexceedtheyieldpointofitsmaterial.Ifusingconventionalcementingtechnologyforthermalrecoverywells,thecasingdeformsduetothermalstressesinsteaminjectionprocess.Technologiesconventionallyusedtoprotectthecasingfromfailurefor

5、thermalrecoverywellsareinefficacytheoretically.Thecasingcementingwithinternalprepressurizationforthermalrecoverywellsreferstoexertinnerpressureonpayzoneproductioncasingandmakepayzoneproductioncasingexpandinthecementsolidifyingperiod.Thecalculationsshowthatthecasingwithinternal

6、prepressurizationtechniqueperformsgreatersafetycoefficientduringthewholeproductioncycleandnoplasticdeformation.Thistechniquewillbeanimportantmethodtoprolongthecasinglifeofthethermalrecoverywell.Keywords:steaminjection;casingfailure;casingstress;wellcementing;mathematicmodel注蒸汽

7、是开采稠油油藏时应用最广泛、效益较形空间注满氮气。蒸汽吞吐法是利用注汽设备从隔高的方法之一。辽河油田和胜利油田的许多稠油井热油管内将饱和蒸汽注入油层，从而加热油层，降采用了这种生产方式。注蒸汽采油可分为注蒸汽吞低原油的粘度，使地层压强升高，再焖井一定时间吐和蒸汽驱两种，均将隔热油管下至近油层，用封后，井口放喷采油。注蒸汽驱法是利用注汽设备从隔器把隔热油管固定在套管内，在油管与套管的环隔热油管内将饱和蒸汽注入油层，驱动原油流向周———————————————收稿日期：2006-11-22；修改日期：2007-06-24基金项目：国家自然科学基金资助项

8、目(50574078)；河北省资助优秀专家出国培训项目*作者简介：李子丰(1962―)，男，河北迁安人，教授，博士后，博导