分支井连接段有限元建模与分析.pdfVIP

西南石油大学学报 (自然科学版) 2012年2月 第 34卷第 1期 JournalofSouthwestPetroleumUniversity(ScienceTechnologyEdition) V_0I．34No．1Feb．2012 钭 撑虫崴 缸 编辑部网址：http：llwww．swpuxb．com 文章编号：1674—5086(2012)01—0127—07 DOI：10．38630．issn．1674—5086．2012．01．020 中图分类号：TE21 文献标识码：A 分支井连接段有限元建模与分析水 吴欣袁l，，练章华t，林铁军 ，江 文s 1．“油藏地质及开发工程”国家重点实验室 ．西南石油大学，四川 成都 610500 2．西南石油大学研究生学院，四川 成都 610500 3．中国石油集团钻井工程技术研究院康布尔公司，北京 东城 100120 摘 要：分支井作为一种能够更加有效地开采油气藏的钻井技术，在国内外已经得到普遍推广。然而在应用该技术的 实践中也遇到了一些新的难题，井壁稳定性就是其中之一。在前人研究的基础上，采用有限元方法建立分支井连接段 的三维模型，综合考虑各向异性地应力，流体对岩石骨架的影响和方位角、倾角变化等，得 出连接段附近的应力一应变 和渗流场分布规律。并根据摩尔一库仑准则，利用有限元后处理程序 图形化了井壁稳定的预测情况。分析结果表明： 当支井方位角为9O。，即与最大水平主应力平行时连接段井壁最稳定；井眼直径和连接段位置深度对井壁稳定性影响 较小；后期生产压差过大也会增大裸眼完井井壁失稳的可能性。 关键词：分支井；流固耦合；井壁稳定；地应力 网络出版地址：http：／／www．cnki．net／kcms／detail／51．1718．TE1027．016．html 吴欣袁，练章华，林铁军，等 分支井连接段有限元建模与分析[J]l西南石油大学学报 ：自然科学版，2012，34(1)：127—133 引 言 地开采油气藏，故已经成为当今油气勘探开发领域 的主流技术之一。然而，在原有主井眼的基础上侧 井壁稳定性分析从 20世纪70年代起作为一 钻分支井会对原始地应力造成扰动，改变主井和支 个正式的研究题 目，至今已有 30多年，国内外不少 井之间连接段的应力分布。地应力的重新分布会造 学者都在这方面进行了深入的研究工作 1【-6】。井壁 成连接段某些部位的应力集中，从而导致井壁失稳， 稳定的重要性是不言而喻的，因为它不仅关系到油 因此，分支井钻井技术由于其连接段的特殊性而对 井建井工程的质量，而且与随后的生产或增产措施 井壁稳定的要求更加严格。随着分支井技术的迅速 都有着密切的联系。井壁失稳是钻井过程中普遍 发展，国内外都在分支井钻井过程中遇到了越来越 存在且长期困扰石油工程界的重大技术难题，井壁 多的井壁失稳问题。 失稳会造成诸如卡钻等严重事故，大大增加钻井成 本文以岩石力学和有限元法为基础，对流固耦 本。据统计，钻井过程中的井壁失稳会增加钻井成 合、几何参数变化、生产压差等因素对井壁稳定性 本 10％ 20％[7l。 的影响展开研究。 分支井钻井技术是近年来为了提高井产量或 注入量而发展起来的一种复杂建井技术[88J，该技术