高溫高壓氣井測(cè)試井筒溫度應(yīng)力場(chǎng)耦合分析

王思維，何淼，3，許明標(biāo)，3，戴白妹

（1.長江大學(xué)石油工程學(xué)院，湖北 武漢 430100；2.長江大學(xué)油氣鉆采工程湖北省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖北 武漢 430100；3.長江大學(xué)非常規(guī)油氣省部共建協(xié)同創(chuàng)新中心，湖北 武漢 430100）

0 引言

我國南海高溫高壓氣井測(cè)試期間，高溫氣體從油管內(nèi)自下而上流動(dòng)，氣體攜帶的熱量使井口溫度迅速上升，易造成水泥環(huán)發(fā)生拉張破壞，井口密封失效，給測(cè)試生產(chǎn)作業(yè)帶來極大的安全風(fēng)險(xiǎn)。因此，如何有效保障水泥環(huán)密封性是高溫高壓氣井測(cè)試作業(yè)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，其中分析水泥環(huán)溫度和應(yīng)力變化對(duì)于評(píng)價(jià)其完整性具有重要意義。前人已針對(duì)高溫高壓氣井溫度應(yīng)力耦合開展了大量的研究工作。Al Saedi 等［1-2］根據(jù)傳熱原理及能量守恒定律，建立了井筒溫度壓力耦合模型，計(jì)算出鉆井和產(chǎn)能期間生產(chǎn)時(shí)間與產(chǎn)氣量對(duì)井筒溫度和壓力的影響；吳林等［3］建立了二氧化碳?jí)毫哑陂g井筒瞬態(tài)溫度壓力模型，研究了油管尺寸等對(duì)井筒溫度壓力的影響；秦彥斌等［4］對(duì)高溫高壓井生產(chǎn)期間的井筒溫度場(chǎng)進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)和測(cè)試過程中環(huán)空溫度和壓力急劇上升，到達(dá)一定產(chǎn)量后環(huán)空溫度不再受產(chǎn)量的影響；董釗等［5-8］研究了氣井測(cè)試期間井筒溫度變化的參數(shù)，使井筒溫度大于生成水合物的臨界溫度值，預(yù)防了水合物的生成；李紫晗等［9］建立了溫度壓力耦合模型，模擬了測(cè)試期間井筒溫度和壓力的分布情況，結(jié)合管柱條件等發(fā)現(xiàn)，高產(chǎn)能深水氣井測(cè)試期間應(yīng)采用較大尺寸的管柱；……