基于应变的热采井套管设计方法

韩来聚，贾江鸿，闫振来

(中石化胜利石油工程有限公司钻井工艺研究院，山东东营 257017)

稠油热采井套管损坏问题在世界范围内都特别突出，有的套损高发区套损率甚至超过30%，严重制约着稠油油藏的高效开发。目前在套管柱设计方面都是采用应力准则进行设计，主要有安全系数法及屈服强度校核方法。安全系数法主要是考虑完井过程中套管设计［1］，不能考虑后期高温载荷对套管的影响;屈服强度校核方法虽然能考虑后期高温载荷［2］，然而在稠油热采井注蒸汽生产过程中，高温蒸汽、地层出砂沉降等原因导致作用在套管上的应力有可能在第一轮次就已经超出套管屈服强度，产生永久塑性变形［3-4］，采用该方法往往无法找到满足要求的套管，同时该方法无法考虑多轮次循环温度载荷对套管强度等性能的影响，因此应力设计方法无法满足热采井设计要求。笔者结合蒸汽吞吐热采井生产过程，提出基于应变的热采井套管柱设计方法，确定基于应变的设计准则，并进行实例分析，为热采井套管设计提供新思路。

1 应变设计方法

近年来国内外从事管道研究的工作者在应变设计方法上进行了大量的研究，提出了许多具有借鉴意义的设计准则，并在多个领域进行了工程应用，主要涉及领域包括海底、极地冻土、地震带、滑坡等地段、活动断层段、沉降地带等存在大变形特点的管道设计中［5］。国外比较有代表的规范有《油气管线系……