[发明专利]套管参数和水泥环参数的确定方法和装置

说明书

本申请实施例提供了一种套管参数和水泥环参数的确定方法和装置，其中，该方法包括：获取目标区域的地层的应力特征参数、地层的粘塑性特征参数；根据上述参数，建立水平剖面力学模型和垂直剖面力学模型；联合求解上述水平剖面力学模型和垂直剖面力学模型，以确定符合多个预设目标的套管参数、水泥环参数，由于该方案考虑到了真实工况下套管、水泥环所处的地质环境，获取并利用了地层的应力特征参数、粘塑性特征参数以准确地模拟出套管所处的地层的粘塑性特点；同时建立了水平方向和垂直方向两个力学模型进行多目标优化求解，从而解决了现有方法中存在的所确定的套管参数、水泥环参数的准确度较差的技术问题。

技术领域

本申请涉及油气开发技术领域，特别涉及一种套管参数和水泥环参数的确定方法和装置。

背景技术

在布设油气井时，通常会在油气井的套管和地层之间的环空中设置水泥环进行固井处理。实际上埋于地下的套管往往会受到经水泥环传递的地层中应力的挤压，当套管所受到的应力超过一定值时套管发生变形，甚至导致套管损坏。如何能够兼顾成本设计出能较好地承受地层应力的套管和水泥环，对于油气井布设和油气井长期稳定、安全的使用非常重要。

目前，现有方法大多只是简单地建立出套管模型，再人为地设置一些约束条件，进而再利用上述模型进行优化求解，以确定出符合施工要求(例如能承受某区域地层应力)的套管和水泥环，通过现有方法所确定出的套管参数、水泥环参数往往准确度较差、实用性相对较低，不能完全符合真实的工况要求。

针对上述问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本申请实施例提供了一种套管参数和水泥环参数的确定方法和装置，以解决现有方法存在的确定的套管参数、水泥环参数的准确度较差，不能满足真实的工况要求的技术问题，达到准确、高效地确定出能同时满足多个目标要求的套管、水泥环的技术效果。

本申请实施例提供了一种套管参数和水泥环参数的确定方法，包括：

获取目标区域的地层的应力特征参数、地层的粘塑性特征参数；

根据所述地层的应力特征参数、所述地层的粘塑性特征参数，建立水平剖面力学模型和垂直剖面力学模型；

联合求解所述水平剖面力学模型和所述垂直剖面力学模型，得到套管参数和水泥环参数。

在一个实施方式中，所述地层的粘塑性特征参数包括以下至少之一：地层的弹性模量、地层的泊松比、地层的屈服极限、地层的蠕变系数、地层的膨胀系数。

在一个实施方式中，所述地层的应力特征参数包括：地层的垂直应力、地层的水平应力。

在一个实施方式中，根据所述地层的应力特征参数、所述地层的粘塑性特征参数，建立水平剖面力学模型和垂直剖面力学模型，包括：

根据所述地层的水平应力、所述地层的粘塑性特征参数，建立水平剖面力学模型，其中，所述水平剖面力学模型为包括地层、套管和水泥环的水平方向上的力学模型；

根据所述地层的垂直应力、所述地层的水平应力、所述地层的粘塑性特征参数，建立垂直剖面力学模型，其中，所述垂直剖面力学模型为包括地层、套管和水泥环的垂直方向上的力学模型。

在一个实施方式中，根据所述地层的水平应力、所述地层的粘塑性特征参数，建立水平剖面力学模型，包括：

在所述地层包括多个地层的情况下，根据所述地层的粘塑性特征参数，确定所述多个地层中塑形流动特征大于预设阈值的地层作为第一模型地层；

根据所述第一模型地层的粘塑性特征参数、所述第一模型地层的水平应力，建立所述水平剖面力学模型。

在一个实施方式中，联合求解所述水平剖面力学模型和所述垂直剖面力学模型，得到套管参数和水泥环参数，包括：