页岩气压裂管柱力学分析及应用

发布时间：2020-06-03 00:51

【摘要】：页岩气能源作为一种非常重要的非常规能源,由于其储层的特殊性,开发利用存在一定的难度。在开发井完成之后,需要进行压裂施工改造才能获得可观的产量。由于压裂作业过程中管柱内或外的高压,页岩气压裂管柱和井壁套管很可能因为强度不够而出现问题。这些问题不但会影响到整个压裂施工的顺利完成,还极有可能导致严重的井下事故,甚至整口井报废。在压裂管柱下井之前,对压裂管柱和套管柱进行相应过程的力学强度校核,设计研发出一款用于页岩气压裂管柱强度校核的软件具有极其重要的意义。首先,调研了页岩气压裂工艺的国内外发展现状,阐述了几种常用的页岩气压裂方式,对各工艺的管柱组成以及压裂施工步骤进行了介绍。其次,对校核下入的压裂管柱过程中用到的李子丰教授的拉力扭矩微分方程进行了简介,对套管柱在井下的受力状况进行了详细分析。再次,简要介绍了现有的油气井杆管柱力学分析软件,对于该软件的开发环境、用途、输入参数、输出参数等进行了说明。最后,在该软件的基础上,基于Visual Basic2008平台,对软件进行了升级优化。新版软件中添加了3种页岩气压裂管柱和套管柱力学分析的模块,使软件的用途更加广泛;此外,还对软件的井眼轨迹绘制功能进行了完善对软件的加密方式进行了优化。编写完成的软件,不仅可以计算出压裂管柱在井下工作时的拉力扭矩数据,还可以分析出套管柱在压裂施工作业过程中的安全系数,对于现场施工具有指导作用。
【图文】：

第 1 章 绪 论1.3.3 研究方法首先进行大量的资料学习，主要是针对管柱力学和 Visual Basic 2008 方面，，在此基础上对现有《油气井管柱力学分析》软件进行学习，理解代码，并对其部分功能进行完善。最后依据射孔-桥塞联作水平井分段压裂管柱、多级滑套固井分段压裂管柱、连续油管水力喷射分段压裂管柱以及套管柱的相关数学模型进行编程求解，对管柱的力学强度进行校核，得出相关的数值结果。1.4 技术路线本文技术路线图如图 1-1 所示。学习文献资料，制定编制方案

该压裂管柱系统的优势是适用于大排量大液量长水平井段连续压裂施工射孔有利于诱导储层多点起裂，有利于形成复杂缝网和体积裂缝。1 工艺原理整个工艺的原理是利用液体投送电缆、射孔枪、连接器和可钻桥塞组成的压裂管柱至预定坐封位置；点火坐封桥塞，连接器分离，上提射孔枪至预射孔位置并射孔，拖动射孔枪依次完成其他各簇射孔；起出射孔枪，进行。根据设计要求的段位，采用同样的射孔压裂方式，依次完成其他各段压全部分段压裂完成后，用连续油管和螺杆钻具一次性快速钻铣全部桥塞。2 管柱结构射孔—桥塞联作水平井分段压裂管柱结构如图 2-1 所示，主要由电缆坐封枪、坐封工具和复合材料桥塞组成。关键部件为电缆坐封工具和复合材料桥
【学位授予单位】：燕山大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TE934.2

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本文编号：2694035