一种油气井临近工作面采动过程中灾害预测方法技术

本发明专利技术提出一种油气井临近工作面采动过程中灾害预测方法，包括：S1：在煤矿选取废弃油气井临近的采煤工作面，收集该工作面的基础数据；S2：根据收集到的采煤工作面的参数，进行数值建模，分析采煤工作面进风顺槽和回风顺槽的应力分布情况。S3：取钢管确定油气井套管破坏所能承受的剪切应力。S4：通过对比采煤工作面的最大剪切应力和油气井套管所能承受的最大剪切应力，来判断油气井是否破坏。本发明专利技术提出的油气井临近工作面采动过程中灾害预测方法，结合了材料力学检测和数值建模计算方法，可以在实验室内完成对套管的灾害预测，对油气井的设计和安全防护给出指导。

A Disaster Prediction Method for Oil and Gas Wells in the Process of Producing Near Working Face

The invention provides a disaster prediction method in the mining process of an oil and gas well near a working face, which includes: S1: selecting a coal mining face near an abandoned oil and gas well in a coal mine to collect the basic data of the working face; S2: building a numerical model according to the parameters of the coal mining face collected, and analyzing the stress distribution of the intake and return air grooves of the coal mining face. S3: Take steel pipe to determine the shear stress that can be endured by casing failure in oil and gas wells. S4: By comparing the maximum shear stress of coal mining face with the maximum shear stress of oil and gas well casing, we can judge whether the oil and gas well is damaged or not. The disaster prediction method for oil and gas wells in the mining process near the working face proposed by the invention combines material mechanics detection and numerical modeling calculation method, can complete the disaster prediction for casing in the laboratory, and provide guidance for the design of oil and gas wells and safety protection.

【技术实现步骤摘要】
一种油气井临近工作面采动过程中灾害预测方法
本专利技术属于安全
，具体涉及一种对油气井的灾害预测方法。
技术介绍
油气井，是为了勘探与开发石油与天然气资源所开挖的信息和物质通道。油气井的井身主要由导管、表层套管、技术套管、油层套管和各层套管外的水泥环等组成。油气井的套管一般为钢管，蠕变性地层对套管会产生挤压应力，地层的构造应力，包括地层断层活动、地下地震、地壳运动等也会破坏套管；地层里含有的腐蚀性介质(硫酸盐、H2S等)则加速了套管的损坏。从90年代以来，我国油田发生的套管损坏一直呈上升趋势，造成安全和环境方面的危害。亟需有准确、灵敏的套管损坏预测技术，对油气井的设计和安全防护给出指导。现有的套管损坏检测技术，有通井验证法、印模检测、薄壁管检测、封隔器验套漏等方法，上述的检测方法，均需要到油气井现场检验，且不能提前预知钢管的破损可能性。
技术实现思路
为了解决本领域对油气井套管损坏不能预测的问题，本专利技术的目的是提供一种油气井临近工作面采动过程中灾害预测方法。实现本专利技术上述目的的技术方案为：一种油气井临近工作面采动过程中灾害预测方法，包括：S1：在煤矿选取废弃油气井临近的采煤工作面，收集该工作面的基础数据；S2：根据收集到的采煤工作面的参数，进行数值建模，分析采煤工作面进风顺槽和回风顺槽的应力分布情况。S3：取井田内油气井的套管样品，取一截钢管，做实验确定油气井套管破坏所能承受的剪切应力。S4：通过对比采煤工作面的最大剪切应力和油气井套管所能承受的最大剪切应力，来判断油气井是否破坏。其中，步骤S1选取距废弃油气井180-300米的采煤工作面。其中，步骤S1所述的基础数据，包括采高、日推进度、工作面矿压数据。优选地，步骤S2中，用FLAC3D软件进行数值建模。其中，步骤S2中建立本构模型，所述本构模型为Ramberg-Osgood模型，通过对FLAC3D软件本构模型参数进行赋值、设定约束条件后计算。其中，步骤S2中通过计算得出所述采煤工作面的侧向支承压力的峰值、影响范围以及最大剪切应力。通过数值模拟得到油气井套管所受最大主应力。本专利技术的一种优选技术方案为，所述采煤工作面的最大剪切应力为165MPa，位于松散层与基岩接触面位置。进一步地，若判断油气井套管已经破坏，采取安全技术措施来保障煤矿的安全生产。油气井套管已经破坏，则会相应的导致油气井中的有毒有害气体、瓦斯、原油、可燃气体、水等通过裂隙进入采煤工作面，造成重大安全隐患。此时就需要采取安全技术措施。本专利技术的有益效果在于：本专利技术提出的油气井临近工作面采动过程中灾害预测方法，结合了材料力学检测和数值建模计算方法，可以在实验室内完成对套管的灾害预测，对油气井的设计和安全防护给出指导。具体实施方式以下实施例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。如无特别说明，实施例中采用的手段均为本领域已知的技术手段。实施例1：一种油气井临近工作面采动过程中灾害预测方法，具体为以下的操作：1、在煤矿选取距废弃油气井200米的采煤工作面，收集该工作面的采高、日推进度、工作面矿压数据等基础数据。2、根据收集到的采煤工作面的参数，用FLAC3D软件进行数值建模，分析采煤工作面进风顺槽和回风顺槽的应力分布情况。通过计算得出该采煤工作面的侧向支承压力的峰值、影响范围以及最大剪切应力。数值模拟得到油气井套管所受最大主应力为165MPa，位于松散层与基岩接触面位置。计算结果是通过对FLAC3D软件本构模型参数进行赋值、设定约束条件后计算所得。不同的煤矿赋值不一样，本实施例赋值具体参数见表1。本构模型为Ramberg-Osgood模型。表1折减后的煤岩体物理力学参数本次模拟只针对矿井某一工作面、某一具体的油气井技术数据进行模拟，未考虑不同埋深、管径、壁厚等变化因素的影响。设置埋深、管径、壁厚等参数，用FLAC3D软件可模拟不同的条件。3、收集井田内油气井套管材料，取一截钢管，在实验室通过做实验确定油气井套管破坏所能承受的剪切应力。4、通过对比采煤工作面的最大剪切应力和油气井套管所能承受的最大剪切应力，来判断油气井是否破坏。5、如果油气井套管已经破坏，则会相应的导致油气井中的有毒有害气体、瓦斯、原油、可燃气体、水等通过裂隙进入采煤工作面，造成重大安全隐患。此时就需要采取相应的安全技术措施来保障煤矿的安全生产。尽管本专利技术的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本专利技术的限制。对本领域技术人员来说，从本专利公开内容及常识直接导出或联想到的一些变形，或现有技术的替代，以及特征的等效变化或修饰，都能实现本专利描述的功能和效果，均属本专利保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种油气井临近工作面采动过程中灾害预测方法，其特征在于，包括：S1：在煤矿选取废弃油气井临近的采煤工作面，收集该工作面的基础数据；S2：根据收集到的采煤工作面的参数，进行数值建模，分析采煤工作面进风顺槽和回风顺槽的应力分布情况；S3：取井田内油气井的套管样品，取一截钢管，做实验确定油气井套管破坏所能承受的剪切应力；S4：通过对比采煤工作面的最大剪切应力和油气井套管所能承受的最大剪切应力，来判断油气井是否破坏。

【技术特征摘要】
1.一种油气井临近工作面采动过程中灾害预测方法，其特征在于，包括：S1：在煤矿选取废弃油气井临近的采煤工作面，收集该工作面的基础数据；S2：根据收集到的采煤工作面的参数，进行数值建模，分析采煤工作面进风顺槽和回风顺槽的应力分布情况；S3：取井田内油气井的套管样品，取一截钢管，做实验确定油气井套管破坏所能承受的剪切应力；S4：通过对比采煤工作面的最大剪切应力和油气井套管所能承受的最大剪切应力，来判断油气井是否破坏。2.根据权利要求1所述的油气井临近工作面采动过程中灾害预测方法，其特征在于，步骤S1中，在煤矿选取距废弃油气井180-300米的采煤工作面。3.根据权利要求1所述的油气井临近工作面采动过程中灾害预测方法，其特征在于，步骤S1中，所述基础数据包括工作面的采高、日推进度、工作面矿压数据。4.根据权利要求1所述的油气井临近工作面采动过...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋文健，吴凤东，王伯生，李辉，秦继荣，何力，李雅阁，靳峰，王建超，汤春绚，
申请(专利权)人：中国地方煤矿有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11