超深井套管柱力学与控制研究若干进展及展望

摘要

超深井套管柱，不仅要超长下入井中，而且在高温高压、高地应力、酸性、不稳定性等地质环境中作业，承受轴向拉/压、外挤、内压、弯曲等多种载荷及复杂地层的综合作用，导致其失效风险高、服役寿命短等技术问题突出。为此，聚焦超深井套管柱安全高效作业问题，梳理套管柱力学与控制的研究进展，重点针对套管下入、外挤变形及密封完整性3个关键问题，分析国内外相关研究动态及最新成果，对其研究发展趋势进行展望并提出相关建议。研究结果表明：套管柱下入受力分析已从理想的规则井眼约束扩展到非规则井眼，其下入通过性评估方法也由常规几何法与力学法，逐步发展为数据与机理融合的多指标综合评估方法；井下套管外挤变形受多重因素影响，需结合具体地层与井况开展针对性分析，其中外挤力非均匀性与井眼曲率对套管抗外挤强度退化有显著影响；综合井筒压力分析与漏点检测方法，可有效提高多个泄漏位置的识别精度。研究结论认为：超深井套管柱力学与控制研究，正处于由传统力学分析向多学科交叉耦合研究、从纯机理研究向数据与机理融合驱动的转化阶段，未来需加强多学科交叉、机理与数据融合驱动及井下测控等方面的深入研究，以期推动超深井套管柱力学与控制研究及关键技术方法的创新发展。

关键词

超深井 / 套管柱 / 套管下入 / 套管力学 / 套管变形 / 井筒泄漏