[发明专利]用于井眼优化的系统和方法

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不适用。

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不适用

技术领域

本发明涉及用于井眼优化的系统和方法。更加具体地，本发明涉及用于基于地层载荷潜力而选择最优井眼轨迹和套管钢级的计算方案。

背景技术

轨迹优化是井眼设计的基本方面。有意优化的井眼轨迹使得能够在最小化地应力载荷下钻井并且促使套管具有较长的使用寿命。轨迹优化对于在其中参考给定平台而设计井眼的工程特别重要。尽管在历史上，平台钻井是离岸考虑，但是递增数量的油田开发设计包括从单一表面位置钻的多个井眼。因此，为了获得几何不规则的储油层，对轨迹优化的需要随着对固定表面位置的限制而增长。

为石油/天然气生产目的（或者将材料注射入地下构造中）而钻的所有井必须加套管，所述套管的材料具有足够的强度和功能性。套管和油管柱是井眼设计的主要结构组件。需要套管来维持钻孔稳定性，阻止含水砂岩层污染，从生产层中隔离水，并且在钻井、生产和修井过程中控制井压力。此外，套管提供用于安装防喷装置、井口设备、采油封隔器和生产油管的位置。套管成本是总的井成本的主要部分，因此套管尺寸、等级、连接器、以及设定深度的选择是主要的工程和经济考虑。

套管设计的根本基础是，如果井壁管壁中的应力超过套管材料的屈服强度时，那么存在失效情况。因此，屈服强度是井壁管上最大允许应力的测量。为了估计在组合载荷条件下的管强度，单轴屈服强度被比作屈服条件。或许，最广泛接受的屈服标准基于最大畸变能理论，其被认为是Huber-Hencky-Mises屈服条件并且更普遍称为“冯·米塞斯应力（von-Mises stress）”。冯·米塞斯应力不是真正的应力。其是理论值，其允许将广义的三维应力状态与单轴失效标准（屈服强度）做比较。换句话说，如果冯·米塞斯应力超过屈服强度，那么表示存在塑性屈服失效。

冯·米塞斯应力表达式如下：

σVMW=12(σz-σθ)2+(σθ-σr)2+(σr-σz)2≥Yp]]>

其中：

Y_p＝最小屈服强度

σ_VME＝冯·米塞斯应力

σ_z＝轴向应力

σ_θ＝切向或环向应力

σ_r＝径向应力