基于熱流固耦合的分級注水泥器失效分析

孫興偉 徐瑞強 王海燕 楊赫然

摘 要：針對分級注水泥器在實際固井使用過程中出現(xiàn)的循環(huán)孔打不開、關(guān)不上等失效問題，基于熱流固耦合分析理論和ＣＦＤ數(shù)值模擬方法，結(jié)合某油井的實際固井數(shù)據(jù)，建立從井口到分級注水泥器位置處的完整三維有限元模型．運用流體計算軟件得到不同流體在不同井深位置處產(chǎn)生的壓力與溫度，將流體域求得的壓力與溫度傳遞到固體域，對分級注水泥器變形進行分析．結(jié)果表明，固井過程中注入不同流體產(chǎn)生的壓力不同，壓力對分級注水泥器的變形量有較大影響，本體與滑套的變形是導致循環(huán)孔無法正常打開或關(guān)閉的主要原因．

關(guān) 鍵 詞：熱流固耦合；分級注水泥器；變形；失效；分級固井；壓力；溫度；流體力學

中圖分類號：ＴＥ３８ 文獻標志碼：Ａ 文章編號：１０００－１６４６（２０２３）０２－０１７３－０７

分級固井技術(shù)常用在深井、超深井、復雜結(jié)構(gòu)井的固井過程中，分級注水泥器是分級固井的關(guān)鍵工具，目前分級注水泥器的使用成功率已達到９５％，但仍有部分油田在分級固井過程中會出現(xiàn)分級注水泥器打開困難或打不開，打開后不能建立循環(huán)，關(guān)閉不嚴，提前打開和關(guān)閉等問題［１－３］，這不僅影響了固井質(zhì)量，也大大增加了作業(yè)成本．