[发明专利]完井管柱的油管设计方法、装置和存储介质

说明书

本公开公开了一种完井管柱的油管设计方法、装置和存储介质，涉及油气井工程技术领域。该方法通过确定完井管柱在工作阶段的初始工况信息，结合进行增产改造和生产的过程中的油管的管壁内壁温度和管壁外壁温度，以及油管的管壁内部压力和管壁外部压力，确定多个封隔器间密闭环空压力变化值，将该压力变化值引入油管三轴应力设计中，得到在完井管柱的工作阶段中，油管的实际三轴安全系数。通过该三轴安全系数对油管的承压能力进行校核，选用承压能力足够的油管对多封隔器裸眼分段完井管柱进行设计，提高了完井管柱的使用寿命，降低了生产作业成本。

技术领域

本公开涉及油气井工程技术领域，特别涉及一种完井管柱的油管设计方法、装置和存储介质。

背景技术

针对非均质性强、裂缝发育的储层，需要对完井管柱实施增产改造工艺，多封隔器裸眼分段完井管柱对分段压裂或酸化改造具有较好的适应性，多封隔器裸眼分段完井管柱主要包括油管、一个完井封隔器、一个悬挂封隔器和多个裸眼封隔器及配套工具。

相关技术中的完井管柱在设计选用油管时，通过对完井后油管的三轴应力进行计算，并通过该三轴应力得到该油管的三轴安全系数，若该油管的三轴安全系数不小于安全系数阈值，则判断该油管符合选用要求，若该油管的三轴安全系数小于安全系数阈值，则判断该油管不符合选用要求。

完井管柱中的温度变化会导致多封隔器间密闭环空由于热胀冷缩产生压力变化，密闭环空的压力变化会使油管的三轴安全系数发生变化，导致油管在实际工况下的三轴安全系数与基于完井后油管的三轴应力所计算得到的三轴安全系数出现偏差，造成所选用的油管的承压能力降低，导致在完井管柱的增产改造和正常生产阶段中因油管的承压能力不足而损坏，需要频繁进行修井，提高了完井管柱的生产作业成本。

发明内容

本公开实施例提供了一种完井管柱的油管设计方法、装置和存储介质，可以提高完井管柱的使用寿命，降低生产作业成本，所述技术方案如下：

第一方面，本公开实施例提供了一种完井管柱的油管设计方法，包括：

确定完井管柱在工作阶段的初始工况信息，所述工作阶段包括增产改造阶段和生产阶段，所述初始工况信息包括油管流体在进入油管时的油管流体温度；

确定在进行增产改造和生产的过程中，所述完井管柱中的油管的管壁内壁温度和管壁外壁温度，以及所述油管的管壁内部压力和管壁外部压力；

基于所述工作阶段的初始工况信息、所述管壁内壁温度、所述管壁外壁温度、所述管壁内部压力和所述管壁外部压力，确定在所述完井管柱中的任意两个相邻的油管封隔器之间，所述油管所对应的密闭环空的环空压力变化值；

基于所述环空压力变化值确定所述油管的三轴安全系数；

基于所述油管的三轴安全系数对所述完井管柱进行校核。

可选地，所述基于所述环空压力变化值确定所述油管的三轴安全系数，包括：

基于所述油管的外半径和内半径确定所述油管的轴向应力值；

基于所述环空压力变化值确定所述油管的周向应力值和径向应力值；

基于所述周向应力值、所述径向应力值和所述轴向应力值确定所述三轴安全系数。

可选地，所述基于所述环空压力变化值确定所述油管的周向应力值和径向应力值由以下公式确定：

其中，σ₂为油管的周向应力值，σ₃为油管的径向应力值，P_in为油管的管壁内部压力，P_ou为油管的管壁外部压力，r_to为油管的外半径，r_ti为油管的内半径，P_A为环空压力变化值。