一种多层分注管柱通过性分析方法
【专利摘要】本发明涉及一种多层分注管柱通过性分析方法，属油田多层注水【技术领域】。它由基础数据分析单元100、一级基础通过性分析单元200、二级变形通过性分析单元300和三级可靠性分析模型单元400构成。该通过性分析方法能在多分注工具的条件下，分析多层分注管柱的通过性。解决了目前的分注管柱通过性分析集中在三层以内，而且是假设管柱是刚性的情况下进行的；而对于超过四层、五层及以上的分注，由于井眼轨迹、卡距密封性、分注有效期、测调效率、测试资料误差等各种因素的影响，没有切实可行、成熟的多层分注管柱串通过性分析方法或分析理论的问题。
【专利说明】一种多层分注管柱通过性分析方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种油田定向井多层分注时的多层分注管柱通过性分析方法，属油田 多层注水【技术领域】。
【背景技术】
[0002]随着油田开发进入中后期，储层原始压力逐渐下降、产量逐渐降低，为了提高原油 采收率，大多数油田均会采用驱油效率高、易控制、好调整、经济效益高的注水开采、增产增 注技术。目前的多层注水、分阶段逐步综合调整非常适合于我国陆相油田非均质严重、层系 多的特点。
[0003]分注管柱是保证注水、增产、增注工作顺利进行的重要工具，受到充满井液的狭长 井眼约束，在定向井中承受着拉、压、弯、扭、流体压力等多种载荷作用，再加上封隔器、配水 或配注器等井下工具的约束，使得分注管柱的受力、变形及运动状态十分复杂。如在二层的 分注中就需要3个封隔器、2个配水或配注器共五个工具组成的分注管柱串。随着多层细分 注工艺技术的实施，分注的层数在逐渐增加，如进行五层分注，至少需要10个工具组成的 分注管柱串进行施工。因此多层分注管柱串的通过性分析，是施工过程中确保油井安全、防 止管柱失效的主要问题，也严重影响到井下分注工艺的成功实施。
[0004]目前的分注管柱通过性分析集中在三层以内，而且假设管柱是刚性；而对于超过 四层、五层及以上的分注，由于井眼轨迹、卡距密封性、分注有效期、测调效率、测试资料误 差等各种因素的影响，还没有切实可行、成熟的多层分注管柱串通过性分析方法或分析理 论。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于，提供一种定向井的多层分注管柱通过性分析方法，能在多分 注工具的条件下，分析多层分注管柱的通过性。
[0006]本发明是通过如下的技术方案来实现上述目的的:
一种多层分注管柱通过性分析方法，其特征在于，它包括基础数据分析单元100、一级 基础通过性分析单元200、二级变形通过性分析单元300和三级可靠性分析模型单元400 ； 基础数据分析单元100用于收集、分析并处理得到目标井井深、井斜角、方位角、井径、 目标层深度、工具型号、下入深度、工具外径、工具长度、连接油管外径、工具材质、油管密度 资料；
一级基础通过性分析单元200用于利用基础数据分析单元100的基础资料确定目标井 卡点位置210，分析确定卡点处最小曲率半径，判断下入工具的最大刚性可下入长度220 ； 二级变形通过性分析单元300用于根据一级基础通过性分析单元200的目标井卡点位 置210推断出卡点处最小曲率半径，在不考虑分注工具变形的情况下分析分注管柱串整体 的变形情况310，由管柱变形情况推导出管柱串整体受力模型320，分析整体下入阻力与下 入力之间的关系330，判断管柱串整体的通过性340 ；三级可靠性分析模型单元400。根据二级变形通过性分析单元300的管柱串整体变形情况310和管柱串整体受力320，分析管柱串变形时产生的最大应力410，考虑安全系数，判断管柱串是否会因变形而发生失效；
所述的目标卡点位置210为多层分注管柱串最难通过的位置，即三维井眼轨迹的最大曲率处，通过计算井眼轨迹的最小曲率半径所在的位置确定管柱串的卡点位置；
井眼轨迹是一条三维的空间?线，采用自然坐标系描述井目艮轨迹，原点O5位于井眼轨迹线上的任意一点私).f指向该点的切线方向，单&矢量为F; A;指向该点的主法线方向，单位:矢量为S; I指向该点的副i去向方向，单fe:矢量为6;
由激分几何可得:
【权利要求】
1.一种多层分注管柱通过性分析方法，其特征在于，它包括基础数据分析单元100、 一级基础通过性分析单元200、二级变形通过性分析单元300和三级可靠性分析模型单元 400 ；基础数据分析单元100用于收集、分析并处理得到目标井井深、井斜角、方位角、井径、 目标层深度、工具型号、下入深度、工具外径、工具长度、连接油管外径、工具材质、油管密度资料；一级基础通过性分析单元200用于利用基础数据分析单元100的基础资料确定目标井卡点位置210，分析确定卡点处最小曲率半径，判断下入工具的最大刚性可下入长度220 ； 二级变形通过性分析单元300用于根据一级基础通过性分析单元200的目标井卡点位置210推断出卡点处最小曲率半径，在不考虑分注工具变形的情况下分析分注管柱串整体的变形情况310，由管柱变形情况推导出管柱串整体受力模型320，分析整体下入阻力与下入力之间的关系330，判断管柱串整体的通过性340 ； 三级可靠性分析模型单元400，根据二级变形通过性分析单元300的管柱串整体变形情况310和管柱串整体受力320，分析管柱串变形时产生的最大应力410，考虑安全系数，判断管柱串是否会因变形而发生失效；所述的目标卡点位置210为多层分注管柱串最难通过的位置，即三维井眼轨迹的最大曲率处，通过计算井眼轨迹的最小曲率半径所在的位置确定管柱串的卡点位置；井眼轨迹是一条三维的空间曲线，采用自然坐标系 Ojm描述井眼轨迹，原点o,位于井眼轨迹线上的任意一点？指向该点的切线方向，单位矢量为F ；W指向该点的主法线方向，单位矢量为S ;1指向该点的副法向方向，单位矢量为* ；由微分几何可得:
【文档编号】E21B43/20GK103556977SQ201310513452
【公开日】2014年2月5日 申请日期:2013年10月27日 优先权日:2013年10月27日
【发明者】冯定, 夏成宇, 张红, 施雷, 马威 申请人:长江大学