一种定量评测油气井井筒完整性的方法技术

本发明专利技术公开了一种定量评测油气井井筒完整性的方法，所述方法包括：定量计算井筒关键结构完整性失效风险参数；结合所述井筒关键结构完整性失效风险参数针对井筒的整个寿命周期定量计算井筒综合完整性风险因子，包括：分别针对所述井筒的整个寿命周期中的各个应用阶段定量计算井筒阶段性完整性风险因子；综合各个应用阶段的井筒阶段性完整性风险因子计算所述井筒综合完整性风险因子。根据本发明专利技术的方法，可以获取油气井井筒全局上的完整性定量评测结果，从而为维护井筒、消除安全隐患以及提高油气开采效率提供充分数据支持。

A Method for Quantitative Evaluation of Wellbore Integrity in Oil and Gas Wells

The invention discloses a method for quantitatively evaluating wellbore integrity of oil and gas wells. The method includes: quantitatively calculating the failure risk parameters of the key structure integrity of wellbore; quantitatively calculating the comprehensive wellbore integrity risk factors for the whole life cycle of wellbore according to the failure risk parameters of the key structure integrity of wellbore, including: individually calculating the comprehensive wellbore integrity risk factors for the whole life cycle of the wellbore. The risk factors of wellbore stage integrity are calculated quantitatively in each application stage, and the risk factors of wellbore stage integrity are calculated by synthesizing the risk factors of wellbore stage integrity in each application stage. According to the method according to the present invention, the quantitative evaluation results of wellbore integrity in oil and gas wells can be obtained, thus providing sufficient data support for wellbore maintenance, eliminating potential safety hazards and improving oil and gas recovery efficiency.

【技术实现步骤摘要】
一种定量评测油气井井筒完整性的方法
本专利技术涉及油气开采领域，具体涉及一种定量评测油气井井筒完整性的方法。
技术介绍
油气井井筒是油气开采系统中一个重要的组成部分，井筒的状态直接影响油气开采安全性以及开采进程的成败。为了提高油气开采安全系数，在现有技术中，在油气开采进程中会对油气井井筒完整性进行监控管理。然而，及时的安全监控只能在油气井井筒产生异常时快速应对以控制影响范围、减少损失，并不能避免井筒异常的发生。因此，在现有技术中，在油气井井筒异常状态发生前评测油气井井筒完整性，以提早排除油气井井筒安全隐患。具体的，井筒完整性包括：井筒在物理上和功能是完整的；井筒处于受控状态；井筒操作者已经并继续不断采取措施防止发生井筒事故。然而，由于油气井井筒是包含多个组成部分的复杂系统，其整个寿命周期持续时间很长。因此，在现有技术中，通常是针对单一组成部分在某一特定的运行阶段中的完整性进行评测。这种片面性的评测很难代表井筒的整体状态。
技术实现思路
本专利技术提供了一种定量评测油气井井筒完整性的方法，所述方法包括：定量计算井筒关键结构完整性失效风险参数；结合所述井筒关键结构完整性失效风险参数针对井筒的整个寿命周期定量计算井筒综合完整性风险因子，包括：分别针对所述井筒的整个寿命周期中的各个应用阶段定量计算井筒阶段性完整性风险因子；综合各个应用阶段的井筒阶段性完整性风险因子计算所述井筒综合完整性风险因子。在一实施例中，定量计算井筒关键结构完整性失效风险参数，包括：针对井筒内结构进行所述井筒关键结构完整性失效风险参数的计算，其中，计算完井管柱可靠性参数以及油套管管体破裂失效风险参数；针对井筒外结构进行所述井筒关键结构完整性失效风险参数的计算，其中，计算环空流体泄漏风险系数。在一实施例中，计算完井管柱可靠性参数，其中，根据完井管柱各连接部位的可靠性计算所述完井管柱可靠性参数。在一实施例中，根据完井管柱各连接部位的可靠性计算所述完井管柱可靠性参数，其中，基于公式Rt＝Roe(-λt/c)计算所述完井管柱可靠性参数，式中：Ro为完井管柱各部分的可靠性估值；λ为可靠常数，定义为最小失效时间的倒数；t为时间，单位h；Rt为完井管柱可靠性参数；C为与完井管柱主要管材和各部件的来源相关的修正系数。在一实施例中，计算油套管管体破裂失效风险参数，其中，采用强度对比方法，根据油套管管体腐蚀后剩余强度、剩余抗内压强度及剩余抗挤强度计算油套管管体破裂失效风险参数。在一实施例中，采用强度对比方法，根据油套管管体腐蚀后剩余强度、剩余抗内压强度及剩余抗挤强度计算油套管管体破裂失效风险参数，其中，基于公式R＝min(RT,RB,RC)计算油套管管体破裂失效风险参数，式中：R为油套管管体破裂失效风险参数，0～1；RT为油套管管体剩余抗拉强度与额定抗拉强度之比；RB为油套管管体剩余抗内压强度与额定抗内压强度之比；RC为油套管管体剩余抗外挤强度与额定抗外挤强度之比。在一实施例中，计算环空流体泄漏风险系数，其中，基于公式Lc＝GC1C2C3C4C5C6C7C8计算环空流体泄漏风险系数，式中：Lc为环空流体泄漏风险系数；G为压稳系数；C1为温度影响因子；C2为腐蚀流体影响因子；C3为水泥浆影响因子；C4为井漏影响因子；C5为固井施工工艺影响因子；C6为修井作业影响因子；C7为压裂作业影响因子；C8为地质因素影响因子。在一实施例中，所述应用阶段包括钻井、完井、生产以及弃井，其中，基于公式Fw＝(Fd+Fc+Fp+Fa)D计算所述井筒综合完整性风险因子，式中：Fw为井筒综合完整性风险因子；Fd，Fc，Fp和Fa分别为钻井、完井、生产和弃井应用阶段下井筒阶段性完整性风险因子；D为代表不确定因素的修正系数。在一实施例中，分别针对所述井筒的整个寿命周期中的各个应用阶段定量计算井筒阶段性完整性风险因子，包括：计算单一应用阶段下井筒完整性失效严重度；计算单一应用阶段下井筒完整性失效发生频度；根据所述井筒完整性失效严重度以及所述井筒完整性失效发生频度计算单一应用阶段下井筒阶段性完整性风险因子。在一实施例中，计算单一应用阶段下井筒完整性失效严重度，其中，基于公式S＝F1F2F3F4F5计算所述井筒完整性失效严重度，式中：S为单一工况下井筒完整性失效严重度；F1为完整性失效影响参数；F2为对井设备及井筒的影响参数；F3为失效处理难易程度参数；F4为安全措施采用程度参数；F5为工艺熟悉程度参数。根据本专利技术的方法，可以获取油气井井筒全局上的完整性定量评测结果，从而为维护井筒、消除安全隐患以及提高油气开采效率提供充分数据支持。本专利技术的其它特征或优点将在随后的说明书中阐述。并且，本专利技术的部分特征或优点将通过说明书而变得显而易见，或者通过实施本专利技术而被了解。本专利技术的目的和部分优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的步骤来实现或获得。附图说明附图用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本专利技术的实施例共同用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的限制。在附图中：图1是根据本专利技术一实施例的方法流程图；图2是根据本专利技术一实施例的井筒关键结构完整性失效风险参数分析逻辑示意图图3是根据本专利技术一实施例的井筒综合完整性风险因子的分析逻辑示意图。具体实施方式以下将结合附图及实施例来详细说明本专利技术的实施方式，借此本专利技术的实施人员可以充分理解本专利技术如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程并依据上述实现过程具体实施本专利技术。需要说明的是，只要不构成冲突，本专利技术中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本专利技术的保护范围之内。在现有技术中，在油气井井筒异常状态发生前评测油气井井筒完整性，以提早排除油气井井筒安全隐患。然而，由于油气井井筒是包含多个组成部分的复杂系统，其整个寿命周期持续时间很长。因此，在现有技术中，通常是针对单一组成部分在某一特定的运行阶段中的完整性进行评测。这种片面性的评测很难代表井筒的整体状态。针对上述问题，本专利技术提出了一种定量评测油气井井筒完整性的方法。在本专利技术的方法中，不仅针对井筒的所有关键结构点进行井筒完整性评测，而且从井筒的整个寿命周期的角度上进行完整性评测。根据本专利技术的方法，可以获取油气井井筒全局上的完整性定量评测结果，从而为维护井筒、消除安全隐患以及提高油气开采效率提供充分数据支持。接下来基于流程图详细描述本专利技术实施例的实施过程。附图的流程图中示出的步骤可以在包含诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行。虽然在流程图中示出了各步骤的逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。如图1所示，在一实施例中，方法包括：定量计算井筒关键结构完整性失效风险参数(S110)；结合井筒关键结构完整性失效风险参数针对井筒的整个寿命周期定量计算井筒综合完整性风险因子(S120)，包括：分别针对井筒的整个寿命周期中的各个应用阶段定量计算井筒阶段性完整性风险因子(S121)；综合各个应用阶段的井筒阶段性完整性风险因子计算井筒综合完整性风险因子(S122)。具体的，井筒完整性包括：井筒在物理上和功能是完整的；井筒处于受控状态；井筒操作者已经并继续不断采取措施防止发生井筒事故。在油气井生产过程中，影响井筒完整性的因素主要本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种定量评测油气井井筒完整性的方法，其特征在于，所述方法包括：定量计算井筒关键结构完整性失效风险参数；结合所述井筒关键结构完整性失效风险参数针对井筒的整个寿命周期定量计算井筒综合完整性风险因子，包括：分别针对所述井筒的整个寿命周期中的各个应用阶段定量计算井筒阶段性完整性风险因子；综合各个应用阶段的井筒阶段性完整性风险因子计算所述井筒综合完整性风险因子。

【技术特征摘要】
1.一种定量评测油气井井筒完整性的方法，其特征在于，所述方法包括：定量计算井筒关键结构完整性失效风险参数；结合所述井筒关键结构完整性失效风险参数针对井筒的整个寿命周期定量计算井筒综合完整性风险因子，包括：分别针对所述井筒的整个寿命周期中的各个应用阶段定量计算井筒阶段性完整性风险因子；综合各个应用阶段的井筒阶段性完整性风险因子计算所述井筒综合完整性风险因子。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，定量计算井筒关键结构完整性失效风险参数，包括：针对井筒内结构进行所述井筒关键结构完整性失效风险参数的计算，其中，计算完井管柱可靠性参数以及油套管管体破裂失效风险参数；针对井筒外结构进行所述井筒关键结构完整性失效风险参数的计算，其中，计算环空流体泄漏风险系数。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，计算完井管柱可靠性参数，其中，根据完井管柱各连接部位的可靠性计算所述完井管柱可靠性参数。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，根据完井管柱各连接部位的可靠性计算所述完井管柱可靠性参数，其中，基于公式Rt＝Roe(-λt/c)计算所述完井管柱可靠性参数，式中：Ro为完井管柱各部分的可靠性估值；λ为可靠常数，定义为最小失效时间的倒数；t为时间，单位h；Rt为完井管柱可靠性参数；C为与完井管柱主要管材和各部件的来源相关的修正系数。5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，计算油套管管体破裂失效风险参数，其中，采用强度对比方法，根据油套管管体腐蚀后剩余强度、剩余抗内压强度及剩余抗挤强度计算油套管管体破裂失效风险参数。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，采用强度对比方法，根据油套管管体腐蚀后剩余强度、剩余抗内压强度及剩余抗挤强度计算油套管管体破裂失效风险参数，其中，基于公式R＝min(RT,RB,RC)计算油套管管体破裂失效风险参...

【专利技术属性】
技术研发人员：何汉平，鲍洪志，郑德帅，何青水，张华卫，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司石油工程技术研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11