凝析气藏生产管柱受力分析设计因素浅析.pdfVIP

2013 年全国天然气学术年会 凝析气藏生产管柱受力分析与设计因素浅析 1 1 2 王树强 李洪山 赵英 (1. 中国石油大港油田公司石油工程研究院；2. 中国石油大港油田公司采油五厂) 摘要：凝析气藏油管所受应力远远高于普通油气井中的油管应力。为了确保油管能长期、 正常、稳定的工作，必须在下入油管之前充分考虑各种因素的影响，合理设计油管管柱。 本文介绍了凝析气藏生产管柱受力分析与设计方法，通过现场 证，误差小，可供油田生 产管理者借鉴。 关键词：凝析气 管柱 受力 1、前言 凝析气藏大多具有埋藏深的特点，油管下入深度大，油管所受应力远远高于普通油气 井中的油管应力。为了确保油管能长期、正常、稳定的工作，必须在下入油管之前充分考 虑各种因素的影响，合理设计油管管柱。 2 油管受力分析与管柱设计 根据井筒温度分布求出油管的受热伸长量，采用事先对油管伸长进行补偿的方式来消 除热应力。 2．1 凝析气井井筒温度分布计算 凝析气属高压、易相变的复合气 ，其流动过程中的传热过程较复杂，现推导一种较 为简单的近似算法。 假设：①产量恒定；②忽略各种材料热物性随温度的变化；③垂向上只有油管内流 对流传热；④地层中只有径向传热；⑤不考虑油管、套管、水泥环和环空流 的热容量。 在上述假设条件下，在井筒中取一微元长度dl，如图1所示，其能量平衡方程式为： dQ dT Wc 1 2 r K T T 2 r K T T 1 1 1 2 2 2 2 e dl dl 作者简介：王树强，男，1972 年8 月出生，1993 年毕业于大港石油学校，2007 年获得长江大学石油工程硕士。工程师， 现在大港油田石油工程院工程技术科工作，多年来一直从事试油、采油工艺研究工作。通讯地址：天津市大港油田石油 工程研究院工程技术科 ;邮编：300280 联系电话：022;EMAIL:wangshuqiang7903@126.COM 225 2013 年全国天然气学术年会 式中，Q 为油管内流 散失热量，W；W 为油管内 流体质量流量，kg/s；c 为油管内流 比热， J/kg.K；T 、T 、T 分别为油管内壁、套管外壁 1 2 e 和地层温度，K；r 、r 分别为油管内径和套管外 1 2 径，m；K 、K 分别为从油管内壁到套管外壁的传 1 2 2 热系数和套管外壁到地层的传热系数，W/m .K。 由上式可得： r K T r K T T 1 1 1 2 2 e 2 r K r K 1 1 2 2 图1 井筒传热简图 由上两式得： dT T T Wc 1 2 r K 1 e dl 1 1 r K 1 1 1