一種多層分注管柱通過性分析方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種多層分注管柱通過性分析方法，屬油田多層注水【技術領域】。它由基礎數據分析單元100、一級基礎通過性分析單元200、二級變形通過性分析單元300和三級可靠性分析模型單元400構成。該通過性分析方法能在多分注工具的條件下，分析多層分注管柱的通過性。解決了目前的分注管柱通過性分析集中在三層以內，而且是假設管柱是剛性的情況下進行的；而對于超過四層、五層及以上的分注，由于井眼軌跡、卡距密封性、分注有效期、測調效率、測試資料誤差等各種因素的影響，沒有切實可行、成熟的多層分注管柱串通過性分析方法或分析理論的問題。
【專利說明】一種多層分注管柱通過性分析方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種油田定向井多層分注時的多層分注管柱通過性分析方法，屬油田 多層注水【技術領域】。
【背景技術】
[0002]隨著油田開發(fā)進入中后期，儲層原始壓力逐漸下降、產量逐漸降低，為了提高原油 采收率，大多數油田均會采用驅油效率高、易控制、好調整、經濟效益高的注水開采、增產增 注技術。目前的多層注水、分階段逐步綜合調整非常適合于我國陸相油田非均質嚴重、層系 多的特點。
[0003]分注管柱是保證注水、增產、增注工作順利進行的重要工具，受到充滿井液的狹長 井眼約束，在定向井中承受著拉、壓、彎、扭、流體壓力等多種載荷作用，再加上封隔器、配水 或配注器等井下工具的約束，使得分注管柱的受力、變形及運動狀態(tài)十分復雜。如在二層的 分注中就需要3個封隔器、2個配水或配注器共五個工具組成的分注管柱串。隨著多層細分 注工藝技術的實施，分注的層數在逐漸增加，如進行五層分注，至少需要10個工具組成的 分注管柱串進行施工。因此多層分注管柱串的通過性分析，是施工過程中確保油井安全、防 止管柱失效的主要問題，也嚴重影響到井下分注工藝的成功實施。
[0004]目前的分注管柱通過性分析集中在三層以內，而且假設管柱是剛性；而對于超過 四層、五層及以上的分注，由于井眼軌跡、卡距密封性、分注有效期、測調效率、測試資料誤 差等各種因素的影響，還沒有切實可行、成熟的多層分注管柱串通過性分析方法或分析理 論。

【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明的目的在于，提供一種定向井的多層分注管柱通過性分析方法，能在多分 注工具的條件下，分析多層分注管柱的通過性。
[0006]本發(fā)明是通過如下的技術方案來實現上述目的的:
一種多層分注管柱通過性分析方法，其特征在于，它包括基礎數據分析單元100、一級 基礎通過性分析單元200、二級變形通過性分析單元300和三級可靠性分析模型單元400 ； 基礎數據分析單元100用于收集、分析并處理得到目標井井深、井斜角、方位角、井徑、 目標層深度、工具型號、下入深度、工具外徑、工具長度、連接油管外徑、工具材質、油管密度 資料；
一級基礎通過性分析單元200用于利用基礎數據分析單元100的基礎資料確定目標井 卡點位置210，分析確定卡點處最小曲率半徑，判斷下入工具的最大剛性可下入長度220 ； 二級變形通過性分析單元300用于根據一級基礎通過性分析單元200的目標井卡點位 置210推斷出卡點處最小曲率半徑，在不考慮分注工具變形的情況下分析分注管柱串整體 的變形情況310，由管柱變形情況推導出管柱串整體受力模型320，分析整體下入阻力與下 入力之間的關系330，判斷管柱串整體的通過性340 ；三級可靠性分析模型單元400。根據二級變形通過性分析單元300的管柱串整體變形情況310和管柱串整體受力320，分析管柱串變形時產生的最大應力410，考慮安全系數，判斷管柱串是否會因變形而發(fā)生失效；
所述的目標卡點位置210為多層分注管柱串最難通過的位置，即三維井眼軌跡的最大曲率處，通過計算井眼軌跡的最小曲率半徑所在的位置確定管柱串的卡點位置；
井眼軌跡是一條三維的空間?線，采用自然坐標系描述井目艮軌跡，原點O5位于井眼軌跡線上的任意一點私).f指向該點的切線方向，單&矢量為F; A;指向該點的主法線方向，單位:矢量為S; I指向該點的副i去向方向，單fe:矢量為6;
由激分幾何可得:
【權利要求】
1.一種多層分注管柱通過性分析方法，其特征在于，它包括基礎數據分析單元100、 一級基礎通過性分析單元200、二級變形通過性分析單元300和三級可靠性分析模型單元 400 ；基礎數據分析單元100用于收集、分析并處理得到目標井井深、井斜角、方位角、井徑、 目標層深度、工具型號、下入深度、工具外徑、工具長度、連接油管外徑、工具材質、油管密度資料；一級基礎通過性分析單元200用于利用基礎數據分析單元100的基礎資料確定目標井卡點位置210，分析確定卡點處最小曲率半徑，判斷下入工具的最大剛性可下入長度220 ； 二級變形通過性分析單元300用于根據一級基礎通過性分析單元200的目標井卡點位置210推斷出卡點處最小曲率半徑，在不考慮分注工具變形的情況下分析分注管柱串整體的變形情況310，由管柱變形情況推導出管柱串整體受力模型320，分析整體下入阻力與下入力之間的關系330，判斷管柱串整體的通過性340 ； 三級可靠性分析模型單元400，根據二級變形通過性分析單元300的管柱串整體變形情況310和管柱串整體受力320，分析管柱串變形時產生的最大應力410，考慮安全系數，判斷管柱串是否會因變形而發(fā)生失效；所述的目標卡點位置210為多層分注管柱串最難通過的位置，即三維井眼軌跡的最大曲率處，通過計算井眼軌跡的最小曲率半徑所在的位置確定管柱串的卡點位置；井眼軌跡是一條三維的空間曲線，采用自然坐標系 Ojm描述井眼軌跡，原點o,位于井眼軌跡線上的任意一點？指向該點的切線方向，單位矢量為F ；W指向該點的主法線方向，單位矢量為S ;1指向該點的副法向方向，單位矢量為* ；由微分幾何可得:
【文檔編號】E21B43/20GK103556977SQ201310513452
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2013年10月27日 優(yōu)先權日:2013年10月27日
【發(fā)明者】馮定, 夏成宇, 張紅, 施雷, 馬威 申請人:長江大學