基于热力耦合超深井封隔器胶筒密封失效研究

摘要

随着油气勘探开发日渐走向深层、超深层，井筒温压条件逐渐趋向复杂化，封隔器胶筒密封失效问题也受到越来越多的关注。基于热力耦合原理，结合超深井井筒温度分布特征，建立了超深井封隔器胶筒数值计算模型，揭示了超深井井筒温度对胶筒密封能力、胶筒安全性的影响规律。研究表明，随着井筒温度的升高，胶筒轴向压缩形变、径向膨胀形变均增大，胶筒密封性能提高，但是坐封后胶筒服役的安全性降低。基于四川盆地某超深井射孔完井过程中井筒动载荷分布特征，计算出封隔器与射孔段的安全极限距离为220 m，建议封隔器设计坐封位置从6 810 m向井底方向下移90 m，以提高封隔器坐封时胶筒的密封性能。研究结果为超深井完井封隔器坐封位置优化提供技术参考与借鉴。

关键词

超深井 / 热力耦合 / 完井封隔器 / 胶筒 / 密封失效

基金资助

国家自然科学基金青年科学基金项目“页岩气井多级压裂诱发断层滑移量化计算模型与套管变形控制方法研究”（52204018）; 国家自然科学基金联合基金重点支持项目“四川盆地深层超深层气井环空带压预防与管控基础研究”（U22A20164）;国家自然科学基金联合基金集成项目“复杂环境下水泥环全生命周期密封理论与控制方法”（U22B6003）