弯曲度对热采井套管失效载荷的影响规律研究

谢涛，孙连坡，陈卓，刘海龙，霍宏博，赵洪山

1.中海石油（中国）有限公司 天津分公司（天津 300452）2.中国石化胜利石油工程有限公司 钻井工艺研究院（山东 东营 257000）

0 引言

在多层陡峭产油层、薄油层、低渗层、稠油层等低效油层的开发中，水平井钻井技术具有较大优势，可以在一定程度上提高单井产量[1]。尤其是在热采井中，针对目前使用较多的蒸汽吞吐、蒸汽驱、SAGD（Steam Assisted Gravity Draina ge）等开采技术，水平井相对于直井具有更高的产油比和经济效益。套管在水平井的弯曲段承受了额外的弯曲应力，服役工况更为恶劣，但增大弯曲度，有利于降低开采成本[2-3]，因此，需要对不同弯曲度下的套管弯曲段强度进行校核，研究弯曲度对套管失效载荷的影响，从而确保井筒完整性良好。

由于实验操作难度较大，对于热采工况下弯曲度对套管失效载荷的影响规律研究大多停留在理论计算和数值模拟阶段[3-7]。针对目前大多数研究单纯依据理论分析缺乏实验数据支撑的问题，笔者利用热循环试验模拟热采井实际工况，对套管进行全尺寸试验，并对比分析了试验结果、理论计算结果与有限元数值模拟结果，最终确认弯曲度对套管失效载荷的影响规律，为热采水平井的井眼轨迹设计与套管强度校核提供了有力支撑。

1 弯曲度对热采井套管失效载荷影响试验研究

1.1 试验方案

为了研究不同弯曲度下热采套管的失效载荷，套管试样规格为Φ244.48 mm×11.99 mm，套管弯曲度选取为5°/30m、8°/30m、12°/30m。试验步骤如下：

1）热循环试验。……