[发明专利]水泥环尺寸的确定方法、钻井方法及装置

说明书

本发明提供了一种水泥环尺寸的确定方法、钻井方法及装置，该水泥环尺寸的确定方法包括：基于应力方程计算每段水泥环的塑性应变幅值；在径向变形增量相同的条件下，根据不同两段水泥环的塑性应变幅值和所述不同两段水泥环被破坏时所受载荷的循环次数，计算得到所述不同两段水泥环之间的厚度关系；根据所述不同两段水泥环之间的厚度关系确定各段水泥环的内半径尺寸和外半径尺寸，得到整个水泥环的尺寸。本发明能够保证各个压裂区段固井水泥环变形相互协调，防止多段压裂引发水泥环完整性破坏。

技术领域

本发明涉及油气勘探技术领域，尤其涉及一种水泥环尺寸的确定方法、钻井方法及装置。

背景技术

固井过程中，水泥材料在井下环境中凝固形成具有一定胶结能力的水泥环。固井水泥环是保证井筒有效密封的重要屏障。如何保证固井水泥环的完整性是固井工程特别关注的问题。多级分段压裂是提升油气资源开发成效的重要手段，但是在改造过程中，却会出现较为严重的井筒完整性失效的问题，部分区块的套管变形比例甚至达到了40％，导致分段压裂改造失效，严重制约油气资源开发进程。

多段分级压裂时导致固井水泥环完整性遭到破坏的主要原因在于，不同压裂区段循环载荷对固井水泥环的损伤破坏不同，造成不同压裂区段固井水泥环应变不协调，最终导致水泥环完整性遭到破坏。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种水泥环尺寸的确定方法、钻井方法及装置，以保证各个压裂区段固井水泥环变形相互协调，防止多段压裂引发水泥环完整性破坏。

本发明实施例提供一种水泥环尺寸的确定方法，包括：基于应力方程计算每段水泥环的塑性应变幅值；在径向变形增量相同的条件下，根据不同两段水泥环的塑性应变幅值和所述不同两段水泥环被破坏时所受载荷的循环次数，计算得到所述不同两段水泥环之间的厚度关系；根据所述不同两段水泥环之间的厚度关系确定各段水泥环的内半径尺寸和外半径尺寸，得到整个水泥环的尺寸。

本发明实施例还提供一种钻井方法，包括：根据如上述实施例所述的水泥环尺寸的确定方法得到的各段水泥环的外半径尺寸进行钻井。

本发明实施例还提供一种水泥环尺寸的确定装置，包括：应变幅值计算单元，用于：基于应力方程计算每段水泥环的塑性应变幅值；厚度关系计算单元，用于：在径向变形增量相同的条件下，根据不同两段水泥环的塑性应变幅值和所述不同两段水泥环被破坏时所受载荷的循环次数，计算得到所述不同两段水泥环之间的厚度关系；半径尺寸确定单元，用于：根据所述不同两段水泥环之间的厚度关系确定各段水泥环的内半径尺寸和外半径尺寸，得到整个水泥环的尺寸。

本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述实施例所述方法的步骤。

本发明实施例还提供一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现上述实施例所述方法的步骤。

本发明的水泥环尺寸的确定方法、钻井方法、水泥环尺寸的确定装置、计算机可读存储介质及计算机设备，在计算不同两段水泥环之间的厚度关系时，利用了水泥环被破坏时所受载荷的循环次数，所以所得水泥环的尺寸考虑了多段压裂引发水泥环完整性遭到破坏的情况，通过增加径向变形增量相同的条件保证了水泥环的径向变形增量相同，而且，通过不同两段水泥环之间的厚度关系能够考虑到不同段水泥环之间的尺寸关系，因此，根据所得不同两段水泥环之间的厚度关系确定的各段水泥环的内外半径尺寸，不仅能够保证各个压裂区段固井水泥环变形相互协调，而且能够防止多段压裂引发水泥环完整性破坏。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：