深井复杂地层井筒套管强度可靠性评价
由于深井井身结构复杂,套管层次多,井下工况存在较多的不确定性,套管失效事故时有发生。目前,套管强度可靠性分析主要建立在套管强度计算以及对于安全系数大小的评价方法基础上,现有的API/ISO或GB/SY标准设计的套管不能完全保证在服役过程中完整性,对于复杂载荷作用下套管-水泥环-地层岩石多层结构的相互作用机理、变形和应力分布规律,深井复杂地层套管柱载荷的分布规律还需更深入的研究。
因此,需要围绕井筒套管失效机制与外载相互关系这一关键科学问题,将套管柱-水泥环-地层作为完整系统,研究建立地层信息不确定条件下井筒套管的失效准则和强度可靠性评价方法,对保证钻井作业和后续生产过程中井筒安全可靠性至关重要。首先,论文通过建立均匀和非均匀载荷作用下套管-水泥环-地层井筒力学分析模型,给出了一种可考虑水泥环综合卸载作用和管内掏空等因素的套管外挤载荷计算模型。
分析结果表明,影响套管外挤载荷的主要因素为地应力和地层弹性模量,同时还包括为掏空系数、水泥环参数、地层泊松比和钻井液密度等。该方法适合深井套管柱外挤载荷计算。
其次,考虑到深井复杂地层地质参数随机性对套管载荷的 ...