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本文针对伊拉克哈法亚油田Yamama油藏HF161-Y161井的套管损坏及其生产管柱的优选、安全性评价等,开展了系统地研究,首先对Yamama层系开发概况及管柱选材研究进行了介绍和分析,并开展了 Yamama层套管安全性评价、套管损坏原因分析及其套管损坏机理研究,最后建立了完井管柱力学数学模型并开发了其力学强度评价软件,为Yamama油藏油管柱优化设计及其安全性评价提供了可靠的手段。本文的主要研究内容和研究成果如下:(1)调研了国内外关于套管损坏及油管、套管选材的相关文献和研究现状。同时对哈法亚油田Yamama层油藏的基本数据及套损井的相关资料进行了系统分析,主要包括套管损坏的主要形式、套损出现的位置、井身结构、套管及油管的设计情况、固井质量、地应力数据等,为本文的研究提供了基础数据。(2)分析了 Yamama油藏生产套管及油管柱设计存在的问题。研究结果表明:Yamama层油藏生产套管和尾管原始设计方案及其油管柱钢级均选的L-80套管,该管柱抗H2S腐蚀,但不抗CO2腐蚀。该油藏无H2S,但CO2含量较高;生产套管和尾管的扣型均为BTC(偏梯形扣),该扣型存在泄漏问题,密封性差,由于溶解气中C02含量较高,在Yamama层高温高压的环境下,CO2从BTC扣泄漏与高矿化度的地层水形成酸性介质,从而腐蚀套管,为有针对性的套管选材提供理论依据。(3)建立了套管安全性评价的数学模型,对Y161井7"生产套管强度设计及Y161井41/2"生产尾管的强度设计进行了安全性及适应性评价分析,并对HF161-Y161井的套管损坏问题进行了原因分析,得到了初步认识,同时对套变研究、诊断、预防提出了推荐做法。(4)建立了.Yamama层段套管--水泥环-地层有限元实体模型和其有限元力学模型,获得了水泥环完好、水泥环缺损、射孔孔眼对套管、水泥环内Von Mises应力的影响关系。分析得出,固井质量及射孔参数欠佳,易使套管处于非均匀载荷作用下发生变形破坏。建议Yamama储层段生产套管和尾管材料均选用C90-3Cr(防CO2腐蚀)套管,扣型均选用特殊的气密封扣,采用120°相位角螺旋射孔且保证固井质量良好。(5)开展了完井管柱力学强度分析研究,根据哈法亚油田管柱设计历史资料收集分析可知,该油田管柱均带有封隔器,基于管柱和封隔器之间的活塞效应、螺旋弯曲效应、鼓胀效应、温度效应,以及流体摩阻和管柱摩擦效应,建立相应的力学—数学模型,并开发了其完井管柱力学强度分析软件,为哈法亚Yamama油藏后续开采过程中的管柱力学强度分析、设计提供理论依据。