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9、油气CAE技术研究中心科研成果

(联系人:闫相祯、杨秀娟,13705464310http://www.oilcae.com.cn

软件主要模块:

I、基础数据录入及处理

1)套管、油管、钻杆、抽油杆等材料数据库的建立:参考API规范,建立用于水平井管柱设计的套管、油管、钻杆参数数据库;

2)水平井轨迹处理:包括水平井钻井原始数据处理,水平井管柱轨迹平滑处理,三次样条法轨迹拟合,水平井三维轨迹绘图处理等;

3)水平井井下作业管柱绘图功能:建立水平井(直井)井下工具示意图库,方便完成水平井作业管柱示意图绘制。

II、水平井作业管柱通过性模型建立

1)单只井下封隔器作业管柱上提、下放通过性模型建立;

2)多只井下封隔器作业管柱上提、下放通过性模型建立及求解方法。

III、水平井压裂、注水管柱工作过程力学分析

1)入井液-管柱-地层非稳态热传导温度场模型及求解方法;

2)水平井入井液(牛顿流体、非牛顿流体)摩阻计算模型建立及求解方法;

3)水平井井下作业管柱变形量计算(考虑活塞效应、鼓胀效应、螺旋弯曲效应、温度效应的影响);

4)作业过程中极限施工参数的确定(考虑封隔器密封性及压裂管柱、注水管柱、套管强度极限)。

IV、水平井小修作业管柱上提、下放力学分析

1)三维水平井井筒作业管柱上提、下放过程中管柱受力模型建立及沿管柱受力分布;

2)水平井井下作业管柱变形量计算(上提拉伸过程、下放压缩过程的影响);

3)水平井小修作业地面极限施工参数确定。

V、水平井大修作业管柱扭转力学分析

1)三维水平井井筒大修作业管柱扭转过程中管柱受力模型建立及沿管柱扭力分布;

2)水平井大修作业管柱扭转变形量计算模型;

3)水平井大修作业地面极限施工参数确定。

VI、水平井生产过程中管柱(套管、油管等)力学分析

1)油气井生产过程中管柱受力分析;

VII、软件编制

1)建立数据库,实现基本参数的录入和保存功能;

2)实现上述所有模型的计算功能;

3)实现计算结果输出功能。

注:所有水平井模型均应适应直井井况。

  

        在进行多层压裂施工时,根据软件计算窗体的提示分别输入第一、第二和第三封隔器及水力锚所在位置的斜深,套管内径,压裂作业管尺寸、压裂液参数和地层参数。再根据现场实际压裂的层位,选择不同的层位,点击“确定计算得到不同层位压裂时,各封隔器受力和压差,压裂管柱的各种力学参数,对压裂作业管柱进行设计和封隔器选型。

1)利用等强度理论,从安全性和经济性等方面考虑,优化设计油管组合结构形式(最大深度要达到4500-7500米)。

2)分别考虑液体排量、流速、压力、温度、摩阻等因素,采用弹性力学方法,在多因素共同作用下研究深直井不同结构(多层分注(一级两段、两级三段)、保护套管注水、封上注下、封下注上等情况)注水管柱受力变形规律。注水管柱状态研究包括:

① 下入过程管柱的受力与变形分析;

② 坐封、锚定过程管柱的受力与变形分析;

③ 注水过程中管柱的受力分析; 

④ 大排量洗井过程中管柱受力与变形分析;

⑤ 停注过程中管柱受力与变形分析;

⑥ 逐层注入时管柱的受力变形分析;

⑦ 不同工作状态转换过程中的受力、变形变化分析

工作基础

²    国家科技重大专项:高含硫气藏安全钻井与完井技术

²    中石油集团重点实验室课题:油井管工程基础力学问题

²    中海油服务公司(塘沽)复杂深井水平井完井管柱优化及软件设计

²    中石油集团公司课题:煤层气筛管完井优化设计技术及软件

²    胜利油田采油院:水平井完井管柱力学分析软件研制

²    江汉油田采油工程技术研究院:裸眼水平井分段压裂管柱下入安全性研究及软件

²    吉林油田采油院:复杂深井完井管柱优化设计及软件开发

²    胜利油田采油院:深井高压注水管柱优化设计及软件开发

²    胜利油田井下作业公司:复杂深井作业、压裂、酸化管柱设计软件开发

²    中原油田采油院:常规开发井完井管柱损坏机理及对策(中石化集团十条龙项目

²    胜利油田采油院:稠油热采井注汽管柱、隔热管柱力学分析及软件(中石化集团十条龙项目)

²    国家科技重大专项:煤层破碎带预测方法研究

²    国家科技重大专项煤田地应力及微裂缝预测研究

²    国家九五攻关课题:侧钻短半径水平井完井管柱优化设计及软件开发

²    国家九五攻关课题:热采水平井完井、注汽管柱优化设计及软件开发

²    国家973课题:深井复杂地层钻井设计平台与风险控制机制   

²    国家科技重大专项:煤层气钻井工程技术及装备研制   

²    石油重点实验室十二五课题:稠油热采井基于应变控制设计关键技术

²    国家自然科学基金:热采井管柱基于应变设计基础理论研究