[发明专利]确定井完整性

说明书

技术背景

本揭示涉及在，例如，水下、深水环境中确定井完整性。

背景

在井的整个生命周期中，可应用技术性、操作性和组织性方法来减少地层流体失控释放的风险。其中一个办法是使用计算机软件对于井构造和操作进行相对准确的建模（检测、优化、预测、或其它）。生产井通常包括衬管、套管（头、浅管（spool）和悬挂器）、水泥、套管间的环形空间、油管（头和悬挂器）、封隔密封、试验堵头、碗状保护器、和泥浆管悬挂系统，以及其它组件。在操作中，井经受了变化的温度和压力，这可导致组件上的应力的增加并且可导致组件之间环形空间内流体的位移和/或膨胀。对于井而言，由于这样的负载条件的变化，井的完整性可受到影响。例如，一些常见的井完整性问题包括套管挤毁、套管爆裂、以及从井口升离，还有其他。在水下井中更加难以确定井的完整性，因为井口不易达到，或不易于监测（例如，对于流体泄漏和井完整性问题的其它指示）。因此，包括水下井配置的井配置的相对正确的模型，可有助于在完井之前、期间、或之后确定和／或预测井完整性问题。

附图说明

图1示出在深水水下环境中的示例性井系统；

图2示出示例性系统，包括用于确定井配置的井完整性的井完整性工具；

图3A示出具有生产油管的示例性井配置；

图3B示出没有生产油管的示例性井配置（“无油管”井配置）；

图4A-4C示出使用井完整性工具用于确定井配置的井完整性的示例性方法；以及

图5A-5K示出来自用于确定井配置的井完整性的井完整性工具的示例性用户界面。

具体实施方式

在一些实施例中，在计算设备上实现的井完整性工具，确定和／或预测井配置（例如，建议的井配置或建造的（全部或部分的）井）的井完整性。井完整性工具可以分析、计算、优化、确定和预测井完整性的关键值或性质，因此这有助于井设计／规划并防止各种失效模式。可以用本公开来估计复杂的井负载条件。井设计工程师可对于常规井负载条件、以及对井完整性、安全性和环境有害的负载的井负载条件进行事先规划。

根据本公开的井完整性工具的一个或多个实施例可包括一个或多个下列特性。例如，井完整性工具可使用温度和压力信息来准确地计算负载条件并促进和简化井配置的过程。该工具不需要完井管柱，并且允许数据挖掘来确定负载条件。该工具可确定数个不同情况中的井完整性，例如：在生产套管和生产油管的安装之间；在具有未曾安装生产油管的配置的无油管生产环境中；在灌注水泥的生产套管的井配置中以及在未灌注水泥的生产套管的井配置中；通过确定多管柱井配置中的一个或多个油管是否从井口升离（即，完井后但是在生产前，从设置位置的垂直位移）；以及在非生产事件中。这样的非生产事件包括，例如，带有诸如海水之类的另一种流体的钻井液（如，钻井泥浆）的位移，或其中套管内部压力大幅降低的任何其它情况。

在一个一般的实施例中，一种由计算机执行的用于确定井完整性的方法包括接收井的井配置的选择，包括从井的井口附近延伸到井的井底附近的一个或多个套管柱以及生产油管；接收由该井配置执行的井眼操作的选择；基于该井配置和该井眼操作，确定井眼操作期间在一个或多个套管柱和生产油管处或附近的井特性；修改该井配置以移除生产油管；以及基于所修改的井配置和井眼操作，确定井眼操作期间在一个或多个套管柱处或附近的井特性。

在一般实施例的一个或多个特定方面，该特性可以是下列至少一个：在两个套管柱之间定义的环形空间中的流体的温度；在井眼中一个或多个套管柱中的一套管柱的温度；该环形空间中流体的压力；井配置的热性质；以及在作用在井眼中一个或多个套管柱中的一套管柱上的位移力。

在一般实施例的一个或多个特定方面，该方法还可包括将位移力和作用在套管柱上的预定静力进行比较；以及基于该比较，提供折衷（compromise）了井的井完整性的指示。

在一般实施例的一个或多个特定方面，该方法的静力可包括锁紧环额定值。该方法还可包括基于该比较，提供套管柱升离事件的指示；以及提供位移力超过预定锁紧环额定值的指示。

在一般实施例的一个或多个特定方面，该方法还可包括将环形空间中流体压力与压力值预定范围进行比较；以及基于该比较，提供折衷了井的井完整性的指示。

在一般实施例的一个或多个特定方面，压力值的预定范围可以包括最大爆裂压力值和最大挤毁压力值。该方法还可包括提供套管爆裂或套管挤毁事件之一的指示；以及提供环形空间中的流体压力超过最大爆裂压力值或最大挤毁压力值之一的图形指示。