[发明专利]一种评估封隔器解封时生产套管挤压失效的系统

说明书

本发明公开了一种评估封隔器解封时生产套管挤压失效的系统，包括计算装置，超声波液面探测仪，密度测试仪，油井资料数据库服务器，液体压力测试仪；所述计算装置与超声波液面探测仪，密度测试仪，油井资料数据库服务器，液体压力测试仪分别连接；所述超声波液面探测仪用于获取封隔器解封时环空液面深度数据，并将所述封隔器解封时环空液面深度数据发送至计算装置；所述密度测试仪用于获取油管内液体密度数据并将所述油管内液体密度数据发送至计算装置；所述液体压力测试仪用于获取油层静压数据，并将所述油层静压数据发送至计算装置。本装置可以快速经济可靠评估封隔器解封时生产套管挤压失效风险。

技术领域

本发明属于油气井管柱完整性与安全技术领域，具体涉及一种评估封隔器解封时生产套管挤压失效的方法。

背景技术

封隔器是深部高温高压油井封隔油管和油套环空的重要安全屏障，油套环空中的环空保护液对降低套管腐蚀、防止套管挤毁失效至关重要。然而，油井生产后期由于地层压力下降导致油管液面降低，若封隔器此时发生正常或异常解封，油套环空和油管之间将连接形成U型管，环空保护液液柱在封隔器上下压差驱动下向下运动并在油套环空中产生抽吸压力，导致生产套管有效外压力瞬间增大，套管面临挤压失效风险。

由于现有套管柱结构与强度设计规范中均按考虑管内一定掏空深度计算套管有效外压力，未考虑封隔器解封后环空保护液液柱下降引起的抽吸压力对生产套管有效外压力的影响，因而无法有效开展封隔器解封后生产套管挤压失效风险评估和措施制定，导致油田现场封隔器解封后生产套管挤毁事故时有发生。因此，获取深部油井封隔器解封后生产套管等效掏空深度并建立生产套管挤压失效准则对评估套管失效风险、完善套管抗外挤强度设计、确保套管全生命周期安全服役至关重要。

发明内容

本发明的发明目的是，提供一种可以快速经济可靠评估封隔器解封时生产套管挤压失效的系统。

本发明提供一种评估封隔器解封时生产套管挤压失效的系统，包括计算装置，超声波液面探测仪，密度测试仪，油井资料数据库服务器，液体压力测试仪；

所述计算装置与超声波液面探测仪，密度测试仪，油井资料数据库服务器，液体压力测试仪分别连接；

所述超声波液面探测仪用于获取封隔器解封时环空液面深度数据，并将所述封隔器解封时环空液面深度数据发送至计算装置；

所述密度测试仪用于获取油管内液体密度数据并将所述油管内液体密度数据发送至计算装置；

所述液体压力测试仪用于获取油层静压数据，并将所述油层静压数据发送至计算装置；

所述计算装置从油井资料数据库服务器获取封隔器座封深度数据、油层中部深度数据、环空保护液密度数据、环空保护液动力粘度数据、生产套管强度设计时管内液体密度数据、生产套管内径数据、封隔器解封后胶筒外径数据、油管外径数据、封隔器胶筒高度数据、生产套管设计抗外挤安全系数数据、生产套管设计掏空深度数据、生产套管允许抗外挤安全系数数据；

所述计算装置执行以下步骤：

步骤一：采用以下公式计算获取封隔器解封时封隔器上下压力差ΔP_p

式中，ΔP_p为封隔器解封时封隔器上下压力差单位为Pa，H_p为封隔器座封深度单位为m，H_a为封隔器解封时环空液面深度单位为m，H_w为油层中部深度单位为m，P_f为油层静压单位为Pa，ρ_a为环空保护液密度单位为kg/m³，ρ_o为油管内液体密度单位为kg/m³，g为重力加速度取9.8m/s²；