深化专业研究 破解技术瓶颈

  [中国石油新闻中心2020-07-08]
  非常规油气资源具有“量大、质差、难开采”的基本特征，对复杂油气井工程提出了重大技术挑战，其中如何确保相应的井筒完整性，是摆在我们面前的一个科技难题。例如，在大型体积压裂过程中，套管服役条件特别苛刻，不仅水平段套管载荷变化较大，而且井周地应力变化引发储层内发生剪切滑移、错断等复杂力学行为，由此导致的井筒完整性失效问题严重，亟待研究解决。
  石油管材及装备材料服役行为与结构安全国家重点实验室针对非常规油气井生产中的套管变形难题，自主设计开发了一套全尺寸井筒模拟试验系统，将“管柱—水泥环—井筒”整体视作模拟试验对象，通过应力或应变控制加载，同时叠加拉伸、压缩、弯曲、内压、非均匀外挤等载荷及高温环境，可实现地质运移条件下井筒系统的服役行为模拟分析，将传统单一的套管柱研究推向井筒系统，形成了一套具有国际先进水平的基础实验平台条件。
  在此基础上，实验室结合大型数值仿真研究，建立了非均匀外挤和剪切、循环压裂及复合加载等服役条件下套管力学行为的评价方法，提出缓解套管变形的井筒变形协调控制新技术，为油气田提供了相应的具体控制方案。按此思路进一步深化研究，可望有效破解非常规油气井套管变形的瓶颈，形成一套相适应的设计控制技术支撑体系。