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高产气井完井管柱横向振动分析
摘要
随着页岩气等非常规天然气的开采，高产气井已成为当今油气行业的热点研究。然而，由于特殊的地质条件以及非常规天然气的开采方式，高产气井的完井管柱常常会产生横向振动，进而导致失效事故。本文针对高产气井完井管柱横向振动问题进行了分析，通过文献综述、理论分析和数值模拟等方法，探讨了该问题的成因、影响因素以及控制措施，旨在为高产气井完井管柱的运行安全提供参考。
关键词：高产气井；完井管柱；横向振动；失效事故；控制措施
Abstract
Astheexploitationofunconventionalnaturalgassuchasshalegas,high-yieldgaswellshavebecomeahottopicintheoilandgasindustry.However,duetothespecialgeologicalconditionsandtheunconventionalwayofexploitingnaturalgas,thecompletioncolumnofhigh-yieldgaswellsoftenproduceslateralvibration,whichleadstofailureaccidents.Inthispaper,thelateralvibrationproblemofthecompletioncolumnofhigh-yieldgaswellswasanalyzed.Throughliteraturereview,theoreticalanalysisandnumericalsimulation,thecause,influencingfactorsandcontrolmeasuresoftheproblemwereexplored,aimingtoprovidereferenceforthesafeoperationofthecompletioncolumnofhigh-yieldgaswells.
Keywords:high-yieldgaswell;completioncolumn;lateralvibration;failureaccident;controlmeasures
1.引言
随着非常规天然气的开发和利用，高产气井的开采已成为油气行业的热点研究。高产气井具有产量高、储量多、开采效益明显等优点，但也面临着许多技术难题。其中，高产气井完井管柱横向振动是影响其高效安全开采的一个重要问题。
高产气井的完井管柱通常由钻杆、钻铤、套管等构成，其主要功能是支撑井筒，将地层与井口连通，保证天然气的顺利生产。然而，由于特殊的地质条件以及非常规天然气的开采方式，高产气井的完井管柱常常会遭受冲击、压力和振动等作用，甚至会发生失效事故，给生产运行带来巨大的风险和经济损失。
因此，对高产气井完井管柱横向振动问题进行深入研究，分析其成因、影响因素和控制措施，具有重要的现实意义和实践价值。
2.成因分析
高产气井完井管柱横向振动的成因复杂多样。常见的因素包括地质条件、开采方式、井筒尺寸和井深等因素。
2.1地质条件
地质条件是影响高产气井完井管柱横向振动的重要因素。地质构造、地层状况、地下水位以及地震地貌等因素都会对井筒的结构和稳定性产生影响，从而引起管柱的横向振动。例如，在地震区域，地震震动会使井筒变形、产生冲击力，进而引起管柱的横向振动。
2.2开采方式
开采方式也是影响高产气井完井管柱横向振动的重要因素。目前常用的开采方式有压裂井、水力压裂井、多级水平井等。这些开采方式会产生巨大的液体和气体压力，使管柱产生强烈的冲击和振动，进而影响井筒的稳定性。
2.3井深和井筒尺寸
井深和井筒尺寸也是影响高产气井完井管柱横向振动的重要因素。井深越深，井筒越长，管柱受到的压力和力矩就越大，容易发生疲劳破坏。另外，井筒的直径和壁厚也会影响管柱的稳定性。当井筒直径过大或壁厚过薄时，管柱会因为受力不均匀而发生横向振动。
3.影响因素分析
除了上述因素外，还有一些其他的因素会影响高产气井完井管柱的横向振动，包括管柱设计、井口设备以及地质勘探等因素。
3.1管柱设计
管柱设计是影响高产气井完井管柱横向振动的关键因素之一。合理的管柱设计可以降低管柱的应力和变形，减少管柱的振动。管柱设计应考虑井深、井筒尺寸、开采方式等因素，选择最优的材料和结构，确保完井管柱的稳定性和安全性。
3.2井口设备
井口设备也是影响高产气井完井管柱横向振动的重要因素。井口设备的振动和噪声会引起管柱的共振和横向振动，甚至导致管柱的脱落和失效。因此，应合理配置井口设备，减少其振动和噪声，保证管柱的稳定性。
3.3地质勘探
地质勘探对高产气井完井管柱的设计和施工具有重要影响。在进行地质勘探时，应充分考虑地质条件，预测井筒内