一种井口装置抬升高度预测方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种井口装置抬升高度预测方法，属于油田开发领域。该方法包括：收集气井的基础资料。利用基础资料建立井筒温度计算模型，并利用井筒温度计算模型获取气井内各层管柱的温度分布。基于基础资料和气井内各层管柱的温度分布，建立多管柱热应力模型，并根据多管柱热应力模型计算气井在产气量上升后，井口装置的升高值，完成气井在不同产气量下对井口装置升高值的计算。本发明专利技术提供的井口装置抬升高度预测方法可以计算气井在产气量上升后，井口装置的升高值，完成气井在不同产气量下对井口装置升高值的计算，为后续高温、高压、高产、高酸性气井的高效开发奠定基础。

A prediction method of lifting height of wellhead equipment

【技术实现步骤摘要】
一种井口装置抬升高度预测方法
本专利技术涉及油气田开发领域，特别涉及一种井口装置抬升高度预测方法。
技术介绍
在油气田开采过程中，高温、高压、高产、高酸性气井的井口温度高，当产量变化时，会出现井口温度差，而该温度差会使得井口自由段套管产生热应力变化，进而导致井口装置被抬升，破坏气井完整性，损坏地面设备。为了确保高温、高压、高产、高酸性气井的安全高效开发，对井口装置被抬升的高度进行预测是十分必要的。其中，气井的井身结构具体可参见附图1。
技术实现思路
本专利技术实施例提供了一种井口装置抬升高度预测方法，可解决上述技术问题。具体技术方案如下：本专利技术实施例提供了一种井口装置抬升高度预测方法，所述方法包括：收集气井的基础资料；利用所述基础资料建立井筒温度计算模型，并利用所述井筒温度计算模型获取所述气井内各层管柱的温度分布；基于所述基础资料和所述气井内各层管柱的温度分布，建立多管柱热应力模型，并根据所述多管柱热应力模型计算所述气井在产气量上升后，所述井口装置的升高值，完成所述气井在不同产气量下对所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种井口装置抬升高度预测方法，其特征在于，所述方法包括：/n收集气井的基础资料；/n利用所述基础资料建立井筒温度计算模型，并利用所述井筒温度计算模型获取所述气井内各层管柱的温度分布；/n基于所述基础资料和所述气井内各层管柱的温度分布，建立多管柱热应力模型，并根据所述多管柱热应力模型计算所述气井在产气量上升后，所述井口装置的升高值，完成所述气井在不同产气量下对所述井口装置升高值的计算。/n

【技术特征摘要】
1.一种井口装置抬升高度预测方法，其特征在于，所述方法包括：
收集气井的基础资料；
利用所述基础资料建立井筒温度计算模型，并利用所述井筒温度计算模型获取所述气井内各层管柱的温度分布；
基于所述基础资料和所述气井内各层管柱的温度分布，建立多管柱热应力模型，并根据所述多管柱热应力模型计算所述气井在产气量上升后，所述井口装置的升高值，完成所述气井在不同产气量下对所述井口装置升高值的计算。


2.根据权利要求1所述的井口装置抬升高度预测方法，其特征在于，所述井筒温度计算模型为：



其中，ρ为气体密度，kg/m3；v为流速，m/s；z为深度，m；p为压力，Pa；ke为地层导热率，J/m·K；f(tD)为无因次时间函数；tD为无因次时间，无因次量；rti为油管内径，mm；Uti为总传热系数，W/m·K；g为重力加速度，9.81m/s2；θ为井斜角，度；f为摩阻系数，无因次；d为管子内径，m；T为流动流体温度，K；Tci为地层初始温度，Zg为气体压缩因子，无因次，R为气体常数，8.314J/(K·mol)；M为天然气的分子量，kg/kmol，Cp为定压比热，J/kg·K；|v|是流速v的模数。


3.根据权利要求1所述的井口装置抬升高度预测方法，其特征在于，所述多管柱热应力模型包括：






其中，ΔV1为油层套管径向热膨胀引起油套环空体积的减小量，m2；Δx为自由段套管的长度，m；ΔT为温度变化量，℃；ub1为套管自身温度变化引起其外表面的法向位移，m；ΔV2为油套环空内流体热膨胀体积增量，m2；a1为技术套管内径，m；ac为油套环空流体热膨胀系数，1/℃；ΔV3为环空流体热胀效应及管体位移引起油套环空压力上升，压缩油层套管内外表面引起的环空油套体积增量，m2；E为钢的弹性模量，MPa；Δp为油套环空压力变化量，MPa；ub2为油层套管外表面的径向位移，m；ΔV4为环空流体压力升高引起的油套环空流体体积压缩量，m2；Ec为环空流体体积弹性模量...

【专利技术属性】
技术研发人员：马辉运，朱达江，张华礼，李玉飞，何轶果，张林，何明格，阳星，舒刚，汪传磊，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11