井下套管柱理论分析与损伤修复技术

1 概述

1.1 油气田套管损坏概况、损坏原因及损坏类型

1.1.1 油气田套管损坏概况

1.1.2 油气田套管损坏原因分析

1.1.3 国内油气田套管损坏的大致类型

1.2 国内外油田套管损坏的研究现状

1.3 本书的研究意义及主要研究内容

1.3.1 本书的研究意义

1.3.2 本书的主要研究内容

1.4 本章小结

参考文献

2 井壁稳定性力学分析

2.1 井壁稳定性概述

2.2 井壁不稳定地层分类

2.3 井壁稳定性判断准则

2.3.1 库仑一摩尔准则

2.3.2 DmckerPlrager准则

2.3.3 Lade准则

2.3.4 拉伸破坏模型

2.4 井壁失稳影响因素分析

2.4.1 井壁失稳力学分析

2.4.2 井壁失稳的化学机理分析

2.4.3 井壁稳定的力学和化学耦合分析

2.4.4 井壁力学稳定性影响因素及局限性分析

2.5 钻井液和泥页岩的传递作用及对井壁稳定性的影响

2.5.1 钻井液和泥页岩间传递作用及机理

2.5.2 传递作用对井壁稳定性的影响

2.6 硬脆性泥页岩井壁稳定的应力场分析

2.6.1 等效弹性一损伤柔度张量及本构方程

2.6.2 井眼周围的应力场计算

2.7 蠕变地层中井壁围岩的围压分析

2.7.1 同心井眼中井壁围岩的围压分析

2.7.2 偏心井眼中井壁围岩的应力和位移分析

2.8 本章小结

参考文献

3 在役井下套管柱的力学分析

3.1 油气井井下套管柱力学模型的建立

3.1.1 几何方程的建立

3.1.2 井下管柱的本构方程

3.1.3 井下套管柱受力分析模型

3.1.4 间隙元法与居中度分析

3.2 在役井下套管柱的受力分析

3.2.1 选择应力势函数

3.2.2 由定解条件确定待定系数

3.2.3 求套管柱应力及位移

3.2.4 套管柱围压分析与计算

3.3 井下套管柱临界外压分析

3.3.1 井下套管柱外压

3.3.2 轴向载荷作用下套管柱的临界外压分析

3.3.3 局部集中力作用下套管柱的临界外压分析

3.4 非均匀地应力作用下套管柱的受力分析

3.4.1 受力模型及其简化

3.4.2 均匀外压和均匀内压作用下套管柱的受力分析

3.4.3 非均匀压力和非均匀切向力作用下套管柱的受力分析

3.5 高压异常地层套管柱外挤力分析

3.5.1 高压异常地层套管柱受力的力学模型

3.5.2 力学模型的计算结果分析

3.6 生产作业措施对井下套管柱产生附加力的作用

3.6.1 热采井套管柱围压和应力分析

3.6.2 油田注水引起套管柱外挤力分析

3.7 本章小结

参考文献

4 井下在役套管柱的强度分析

4.1 井下套管柱强度设计原则

4.1.1 井下套管柱强度设计一般流程

4.1.2 井下套管柱强度优化设计模型

4.1.3 井下套管柱强度设计方法与准则

4.1.4 井下套管柱强度设计应遵循的原则

4.2 缺陷对套管柱抗挤强度的影响

4.2.1 理想圆管模型的建立与求解

4.2.2 考虑套管制造缺陷的模型修正

4.2.3 参数敏感性分析

4.2.4 本节符号说明

4.3 磨损对套管柱抗挤强度的影响

4.3.1 套管磨损物理模型

4.3.2 套管磨损对挤毁影响的有限元计算

4.3.3 磨损套管挤毁强度计算

4.4 不均匀载荷对套管柱抗挤强度的影响

4.4.1 受力分布模型

4.4.2 不均匀载荷作用下套管柱挤毁的机理

4.4.3 载荷不均度对套管柱挤毁强度的影响

4.4.4 不均匀载荷对套管柱径向变形的影响

4.4.5 偏心量对套管柱抗挤毁强度的影响

4.5 油气井井下正常作业措施对套管柱强度的影响

4.5.1 射孔作业对井下套管柱强度的影响

4.5.2 压裂作业对井下套管柱强度的影响

4.5.3 高压注水作业对井下套管柱强度的影响

4.6 井下在役套管柱损伤程度与抗挤能力评估分析

4.6.1 钻柱与套管接触力分析

4.6.2 井下在役套管柱损伤程度评估

4.6.3 磨损套管抗挤强度分析

4.6.4 本节符号说明

4.7 本章小结

参考文献

5 油气井损伤套管修复技术的研究与应用

5.1 井下套管损坏原因分析与套管柱力学模拟研究

5.1.1 套损原因分析

5.1.2 油气井井下套管柱变形的仿真力学模型

5.2 井下套管损伤的检测方法、预防措施与修复技术

5.2.1 井下套管损伤的检测方法

5.2.2 井下套管损坏的预防措施

5.2.3 井下损坏套管的修复技术介绍

5.3 燃爆修井技术研究与修复效果分析

5.3.1 爆炸整形技术

5.3.2 燃爆补贴技术

5.3.3 爆炸整形与燃爆补贴技术下井工艺与现场应用效果

5.3.4 爆炸修套技术的现场施工要求及安全技术

5.4 本章小结

参考文献

6 主要认识与结论

致谢

《井下套管柱理论分析语损伤修复技术》从油气田套管损坏概况、损坏原因及损坏类型出发，对井壁稳定性和在役井下套管柱进行了力学分析，并对井下在役套管柱的强度、井下套管柱可能发生的失效检测方法进行了较为系统的分析研究，在此基础上研发出油气井损伤套管修复新技术，具有重要的应用价值和重大的工程意义。
《井下套管柱理论分析语损伤修复技术》适合石油工程技术人员、高等院校（所）相关专业师生及相关领域工程技术人员参考。