在石油套管长时间使用的过程中,被挤毁的现象可谓是时有发生,一旦套管被挤毁,轻则会影响原油的正常生产,重则会使整个油井报废,所以,为避免造成无法挽回的经济损失,及时探究导致石油套管被挤毁的主要因素便显得尤为重要。一般而言,石油套管之所以频繁被挤毁主要就是受到几点因素的影响。
▼套管材料的屈服强度和径厚比的影响
从现有计算公式来看,石油套管抗挤毁强度和套管材料的屈服强度有直接关系,材料的屈服强度越高,其抗挤毁能力越高,反之亦然。针对石油套管挤毁严重的地区,应当选择屈服强度较高的套管。径厚比不但影响套管抗挤毁强度,而且直接决定套管挤毁型式。研究表明,当径厚比较大时,套管属于失稳破坏;当径厚比较小时,套管属于屈服破坏。针对不同的径厚比,套管挤毀计算公式及采用的挤毁失效准则不同。不同公式计算的挤毁强度相差较大,实际计算时应当注意公式的使用条件和使用范围,否则,计算结果会产生较大误差,给生产带来极大危害。
▼残余应力的影响
残余应力与石油套管的抗挤强度密切相关,在现有的石油套管轧制生产过程中产生的残余应力会减小套管的抗挤强度。切向残余应力比轴向残余应力对套管抗挤毁强度影响大,而径向残余应力对套管的抗挤毁强度影响很小。残余压应力和较高的残余拉应力的存在都会降低套管的挤毁抗力,而挤毁压力的降低是由弹性极限的降低造成的,弹性极限降低的直接原因是石油套管中存在残余应力。【具体可参考《选对电镀方法提高石油套管使用性能》的相关内容】
▼岩盐层蠕变的影响
在深井、超深井中,盐岩层在上复岩层压力和地层温度作用下会产生蠕变。盐岩层蠕变对井内套管产生了很大的外挤载荷,给石油套管带来较严重的应力集中问题,特别是当岩盐层的倾角较大时,使套管产生较大的径向力,容易在套管周边形成孔洞,同时,由于非均布地应力的作用,更加剧了盐岩层蠕变,其结果导致套管损坏。
其实,除上述几个方面外,载荷非均匀性的影响、水泥环的影响以及套管不圆度和壁厚不均匀的影响等等,都将有可能造成石油套管正常使用过程中出现被挤毁的情况,限于文章篇幅,在此不再列文详述。