CN103635906A - 确定井完整性 - Google Patents

Abstract

一种用于用计算系统执行的确定井完整性的方法，包括接收井的井配置的选择，包括从井的井口附近延伸到井的井底附近的一个或多个套管柱以及生产油管；接收以该井配置执行的井眼操作的选择；基于井配置和井眼操作，确定井眼操作期间在一个或多个套管柱和生产油管处或附近的井的特性；修改井配置以移除生产油管；以及基于修改的井配置和井眼操作，确定井眼操作期间在一个或多个套管柱处或附近的井的特性。

Description

确定井完整性

技术背景

本揭示涉及在，例如，水下、深水环境中确定井完整性。

背景

在井的整个生命周期中，可应用技术性、操作性和组织性方法来减少地层流体失控释放的风险。其中一个办法是使用计算机软件对于井构造和操作进行相对准确的建模（检测、优化、预测、或其它）。生产井通常包括衬管、套管（头、浅管（spool）和悬挂器）、水泥、套管间的环形空间、油管（头和悬挂器）、封隔密封、试验堵头、碗状保护器、和泥浆管悬挂系统，以及其它组件。在操作中，井经受了变化的温度和压力，这可导致组件上的应力的增加并且可导致组件之间环形空间内流体的位移和/或膨胀。对于井而言，由于这样的负载条件的变化，井的完整性可受到影响。例如，一些常见的井完整性问题包括套管挤毁、套管爆裂、以及从井口升离，还有其他。在水下井中更加难以确定井的完整性，因为井口不易达到，或不易于监测（例如，对于流体泄漏和井完整性问题的其它指示）。因此，包括水下井配置的井配置的相对正确的模型，可有助于在完井之前、期间、或之后确定和／或预测井完整性问题。

附图说明

图1示出在深水水下环境中的示例性井系统；

图2示出示例性系统，包括用于确定井配置的井完整性的井完整性工具；

图3A示出具有生产油管的示例性井配置；

图3B示出没有生产油管的示例性井配置（“无油管”井配置）；

图4A-4C示出使用井完整性工具用于确定井配置的井完整性的示例性方法；以及

图5A-5K示出来自用于确定井配置的井完整性的井完整性工具的示例性用户界面。

具体实施方式

在一些实施例中，在计算设备上实现的井完整性工具，确定和／或预测井配置（例如，建议的井配置或建造的（全部或部分的）井）的井完整性。井完整性工具可以分析、计算、优化、确定和预测井完整性的关键值或性质，因此这有助于井设计／规划并防止各种失效模式。可以用本公开来估计复杂的井负载条件。井设计工程师可对于常规井负载条件、以及对井完整性、安全性和环境有害的负载的井负载条件进行事先规划。

根据本公开的井完整性工具的一个或多个实施例可包括一个或多个下列特性。例如，井完整性工具可使用温度和压力信息来准确地计算负载条件并促进和简化井配置的过程。该工具不需要完井管柱，并且允许数据挖掘来确定负载条件。该工具可确定数个不同情况中的井完整性，例如：在生产套管和生产油管的安装之间；在具有未曾安装生产油管的配置的无油管生产环境中；在灌注水泥的生产套管的井配置中以及在未灌注水泥的生产套管的井配置中；通过确定多管柱井配置中的一个或多个油管是否从井口升离（即，完井后但是在生产前，从设置位置的垂直位移）；以及在非生产事件中。这样的非生产事件包括，例如，带有诸如海水之类的另一种流体的钻井液（如，钻井泥浆）的位移，或其中套管内部压力大幅降低的任何其它情况。

在一个一般的实施例中，一种由计算机执行的用于确定井完整性的方法包括接收井的井配置的选择，包括从井的井口附近延伸到井的井底附近的一个或多个套管柱以及生产油管；接收由该井配置执行的井眼操作的选择；基于该井配置和该井眼操作，确定井眼操作期间在一个或多个套管柱和生产油管处或附近的井特性；修改该井配置以移除生产油管；以及基于所修改的井配置和井眼操作，确定井眼操作期间在一个或多个套管柱处或附近的井特性。

在一般实施例的一个或多个特定方面，该特性可以是下列至少一个：在两个套管柱之间定义的环形空间中的流体的温度；在井眼中一个或多个套管柱中的一套管柱的温度；该环形空间中流体的压力；井配置的热性质；以及在作用在井眼中一个或多个套管柱中的一套管柱上的位移力。

在一般实施例的一个或多个特定方面，该方法还可包括将位移力和作用在套管柱上的预定静力进行比较；以及基于该比较，提供折衷（compromise）了井的井完整性的指示。

在一般实施例的一个或多个特定方面，该方法的静力可包括锁紧环额定值。该方法还可包括基于该比较，提供套管柱升离事件的指示；以及提供位移力超过预定锁紧环额定值的指示。

在一般实施例的一个或多个特定方面，该方法还可包括将环形空间中流体压力与压力值预定范围进行比较；以及基于该比较，提供折衷了井的井完整性的指示。

在一般实施例的一个或多个特定方面，压力值的预定范围可以包括最大爆裂压力值和最大挤毁压力值。该方法还可包括提供套管爆裂或套管挤毁事件之一的指示；以及提供环形空间中的流体压力超过最大爆裂压力值或最大挤毁压力值之一的图形指示。

在一般实施例的一个或多个特定方面，该方法还可包括提供下列至少一个：位于两个环形空间之间的一个套管柱的最大爆裂压力值；位于两个环形空间之间的一个套管柱的最大挤毁压力值；以及两个环形空间之一的环形流体膨胀值。

在一般实施例的一个或多个特定方面，该方法还可包括对暴露于热事件的井配置的套管柱或生产油管中的至少一个执行应力分析；以及基于该应力分析确定套管柱或生产油管的温度降额。

在一般实施例的一个或多个特定方面，接收包括一个或多个套管柱和生产油管的井的井配置的选择的方法还可包括：接收与第一套管柱的外径和长度相对应的值；接收与第二套管柱的外径和长度相对应的值；接收部署在第一和第二套管之间的流体的选择；以及接收与生产油管的外径和长度相对应的值。

在一般实施例的一个或多个特定方面，该方法还可包括：接收与第一套管柱、第二套管柱、或生产油管中之一的重量和等级相对应的值；接收与第一套管柱或第二套管柱中之一相关联的水泥浆液柱的顶部的深度相对应的值；以及接收与第一套管柱、第二套管柱、以及生产油管中至少一个相关联的封隔器（packer）的深度和类型相对应的值。

在一般实施例的一个或多个特定方面，该方法还可包括：接收与第一套管柱、第一套管柱、生产油管、井眼周围的水泥和地层之一的热和机械性质相对应的值。

在一般实施例的一个或多个特定方面，该第一套管柱或第二套管柱中之一可包括从井的井口附近延伸到井的井底附近的生产套管。

在一般实施例的一个或多个特定方面，包括从地下区域通过井眼进行烃生产操作的该井眼操作方法还可包括下列至少一个：接收烃的标识；接收通过井眼的生产烃的速率值；以及接收热-流计算模式、生产操作的稳态条件、以及生产操作的瞬态条件的标识。

在一般实施例的一个或多个特定方面，该方法还可包括：接收在地下区域处或附近的烃的静水压力的值；以及接收在地下区域处或附近的烃的温度值。

在一般实施例的一个或多个特定方面，该井眼操作包括以大量海水来位移环形空间中的大量钻井泥浆的操作。接收以井配置执行的井眼操作的选择的方法可包括：接收进入环形空间的海水的流速值；接收海水的温度值；以及接收热-流量计算模式、位移作的稳态条件、以及位移操作的瞬态条件的标识。

在一般实施例的一个或多个特定方面，该方法还可包括：确定两个环形空间之间的流体的环形流体膨胀压力；修改所确定的环形流体压力以考虑开孔泄漏、流体密度、气帽体积、或体积流失（volume bleed）。

在一般实施例的一个或多个特定方面，该井可以是水下井。

在一般实施例的一个或多个特定方面，该方法还可包括：确定在没有用水泥将生产套管固定在井眼中；以及基于井配置、井眼操作、以及没有用水泥将生产套管固定在井眼中的确定，确定井眼操作期间在一个或多个套管柱以及生产油管处或附近的井特性。

在另一个一般实施例中，一种包括非瞬态且有形的计算机可读介质的装置，包括当被执行时使得一个或多个计算系统执行操作的可操作的指令，该操作包括：接收井的井配置的选择，该井配置包括从井的井口附近延伸到井的井底附近的一个或多个套管柱和生产油管；接收由该井配置执行的井眼操作的选择；基于该井配置和井眼操作，确定在井眼操作期间在一个或多个套管柱和生产油管处或附近的井特性；修改井配置以移除生产油管；以及基于修改的井配置和井眼操作，确定在井眼操作期间在一个或多个套管柱处或附近的井特性。

在一般实施例的一个或多个特定方面，该特性可以是在两个套管柱之间定义的环形空间中的流体的温度；在井眼中的一个或多个套管柱的一套管柱的温度；环形空间中流体的压力；井配置的热性质；或在井眼中作用在一个或多个套管柱的一套管柱上的位移力。

在一般实施例的一个或多个特定方面，该操作还可包括：将位移力和作用在套管柱上的预定静力进行比较；以及基于该比较，提供折衷了井的井完整性的指示。

在一般实施例的一个或多个特定方面，该静力可以包括锁紧环额定值（lockring rating value），该操作还可包括：基于该比较，提供套管柱升离事件的指示；以及提供位移力超过预定锁紧环额定值的指示。

在一般实施例的一个或多个特定方面，该操作还可包括：将环形空间中流体压力与压力值预定范围进行比较；以及基于该比较，提供折衷了井的井完整性的指示。

在一般实施例的一个或多个特定方面，压力值的预定范围可包括最大爆裂压力值和最大挤毁压力值。该操作还可包括：提供套管爆裂或套管挤毁事件之一的指示；以及提供环形空间中的流体压力超过最大爆裂压力值或最大挤毁压力值之一的图形指示。

在一般实施例的一个或多个特定方面，该操作还可以包括提供：位于两个环形空间之间的一个套管柱的最大爆裂压力值；位于两个环形空间之间的一个套管柱的最大挤毁压力值；以及在两个环形空间之一的环形流体膨胀值。

在一般实施例的一个或多个特定方面，该操作还可包括：对暴露于热事件的井配置的套管柱或生产油管中的至少一个执行应力分析；以及根据该应力分析来确定套管柱或生产油管的温度降额。

在一般实施例的一个或多个特定方面，接收井的井配置的选择的操作可包括：接收与第一套管柱的外径和长度相对应的值；接收与第二套管柱的外径和长度相对应的值；接收部署在第一和第二套管之间的流体的选择；以及接收与生产油管的外径和长度相对应的值。

在一般实施例的一个或多个特定方面，该操作还可包括：接收与第一套管柱、第二套管柱、或生产油管中之一的重量和等级相对应的值；接收与第一套管柱或第二套管柱之一相关联的水泥浆液柱顶部的深度相对应的值；以及接收与第一套管柱、第二套管柱、以及生产油管中至少一个相关联的封隔器（packer）的深度和类型相对应的值。

在一般实施例的一个或多个特定方面，该操作还可包括：接收与第一套管柱、第二套管柱、生产油管、井眼周围的水泥和地层之一的热和机械性质相对应的值。

在一般实施例的一个或多个特定方面，该第一套管柱或第二套管柱之一可以是从井的井口附近延伸到井的井底附近的生产套管。

在一般实施例的一个或多个特定方面，该井眼操作可包括通过井眼从地下区域的烃生产操作。该操作还可包括：接收烃的标识；接收通过井眼的烃的生产率值；以及接收热-流计算模式、生产操作的稳态条件、以及生产操作的瞬态条件的标识。

在一般实施例的一个或多个特定方面，该操作还可包括：接收在地下区域处或附近的烃的静水压力的值；以及接收在地下区域处或附近的烃的温度值。

在一般实施例的一个或多个特定方面，该井眼操作可包括以大量海水来位移环形空间中的大量钻井泥浆量的一个操作。接收以井配置执行的井眼操作的选择的操作可包括：接收进入环形空间的海水的流速值；接收海水的温度值；以及接收热-流计算模式、位移操作的稳态条件、以及位移操作的瞬态条件的标识。

在一般实施例的一个或多个特定方面，该操作还可包括确定位于两个环形空间之间的流体的环形流体膨胀压力以及修改所确定的环形流体压力以考虑开孔泄漏、流体密度、气帽体积、或体积流失。

在一般实施例的一个或多个特定方面，该井可以是水下井。

在一般实施例的一个或多个特定方面，该操作还可包括确定没有用水泥将生产套管固定在井眼中；以及基于该井配置，井眼操作、以及没有用水泥将生产套管固定在井眼中的确定，来确定井眼操作期间在一个或多个套管柱以及生产油管处或附近的井特性。

在另一个一般实施例中，一种计算机系统可以包括一个或多个存储器模块；一个或多个处理器；图形用户界面；以及存储在该一个或多个存储器模块上的井完整性工具。当用一个或多个处理器执行时，井完整性工具是可操作的。该操作包括：接收井的井配置的选择，该井配置包括从井的井口附近延伸到井的井底附近的一个或多个套管柱和生产油管；接收由该井配置执行的井眼操作的选择；基于该井配置和井眼操作，确定井眼操作期间在一个或多个套管柱和生产油管处或附近的井特性；修改井配置以移除生产油管；以及基于所修改的井配置和井眼操作，确定井眼操作期间在一个或多个套管柱处或附近的井特性。

在一般实施例的一个或多个特定方面，该井特性可以是：在两个套管柱之间定义的环形空间中的流体的温度；井眼中在一个或多个套管柱的一套管柱的温度；环形空间中流体的压力；井配置的热性质；以及在井眼中作用在一个或多个套管柱的一套管柱上的位移力。

在一般实施例的一个或多个特定方面，井完整性工具操作还可包括将位移力和作用在套管柱上的预定静力进行比较；以及基于该比较，提供折衷了井的井完整性的指示。

在一般实施例的一个或多个特定方面，该静力可以包括锁紧环额定值。井完整性工具操作还可以包括基于该比较，提供套管柱升离事件的指示；以及提供位移力超过预定锁紧环额定值的指示。

在一般实施例的一个或多个特定方面，井完整性工具操作还可以包括：将环形空间中流体压力与压力值预定范围进行比较；以及基于该比较，提供折衷了井的井完整性的指示。

在一般实施例的一个或多个特定方面，压力值的预定范围以包括最大爆裂压力值和最大挤毁压力值。井完整性工具操作还可包括提供套管爆裂或套管挤毁事件之一的指示并提供环形空间中的流体压力超过最大爆裂压力值或最大挤毁压力值之一的图形指示。

在一般实施例的一个或多个特定方面，井完整性工具操作还可包括下列至少一个：位于两个环形空间之间的一个套管柱的最大爆裂压力值；位于两个环形空间之间的一个套管柱的最大挤毁压力值；以及在两个环形空间中之一的环形流体膨胀值。

在一般实施例的一个或多个特定方面，井完整性工具操作还可包括对暴露于热事件的井配置的套管柱或生产油管中的至少一个执行应力分析；以及基于该应力分析来确定套管柱或生产油管的温度降额。

在一般实施例的一个或多个特定方面，接收包括一个或多个套管柱和生产油管的井的井配置的选择的操作可包括：接收与第一套管柱的外径和长度相对应的值；接收与第二套管柱的外径和长度相对应的值；接收部署在第一和第二套管之间的流体的选择；以及接收与生产油管的外径和长度相对应的值。

在一般实施例的一个或多个特定方面，井完整性工具操作还可包括接收与第一套管柱、第二套管柱、或生产油管之一的重量和等级相对应的值；接收与第一套管柱或第二套管柱之一相关联的水泥浆液柱顶部的深度相对应的值；以及接收与第一套管柱、第二套管柱、以及生产油管中至少一个相关联的封隔器（packer）的深度和类型相对应的值。

在一般实施例的一个或多个特定方面，井完整性工具操作还可包括接收与第一套管柱、第二套管柱、生产油管、井眼周围的水泥和地层之一的热和机械性质相对应的值。

在一般实施例的一个或多个特定方面，该第一套管柱或第二套管柱之一可包括从井的井口附近延伸到井的井底附近的生产套管。

在一般实施例的一个或多个特定方面，该井眼操作包括通过井眼从地下区域的烃生产操作。井完整性工具操作还可包括接收烃的标识；接收通过井眼的烃的生产率值；以及接收热-流计算模式、生产操作的稳态条件、以及生产操作的瞬态条件的标识。

在一般实施例的一个或多个特定方面，井完整性工具操作还可包括接收在地下区域处或附近的烃的静水压力的值；以及接收在地下区域处或附近的烃的温度值。

在一般实施例的一个或多个特定方面，该井眼操作可包括以大量海水来位移环形空间中的大量钻井泥浆的一个操作。接收以该井配置执行的井眼操作的选择的操作可包括接收进入环形空间的海水的流速值；接收海水的温度值；以及接收热-流计算模式、位移操作的稳态条件、以及位移操作的瞬态条件的标识。

在一般实施例的一个或多个特定方面，井完整性工具操作还可包括确定位于两个环形空间之间的流体的环形流体膨胀压力；修改所确定的环形空间流体压力以考虑开孔泄漏、流体密度、气帽体积、或体积流失。

在一般实施例的一个或多个特定方面，该井可以是水下井。

在一般实施例的一个或多个特定方面，井完整性工具操作还可包括确定没有用水泥将生产套管固定在井眼中；以及基于该井配置，、井眼操作、以及没有用水泥将生产套管固定在井眼中的确定，来确定井眼操作期间在一个或多个套管柱以及生产油管处或附近的井特性。

附加方面可包括如下：

在第一方面，井完整性工具可执行的操作包括：接收包括一个或多个套管柱但是没有生产油管的井的井配置的选择；接收以该井配置执行的井眼操作的选择；以及基于该井配置和井眼操作确定井眼操作期间在一个或多个套管柱处或附近的井特性。

在根据前述各方面中的任意的第二方面中，井完整性工具还可执行的操作包括：基于具有生产油管的井配置和井眼操作，确定在井眼操作期间在一个或多个套管柱和生产油管处或附近的井特性。

在根据前述各方面中的任意的第三方面中，井完整性工具还可执行的操作包括：修改具有生产油管的井配置以移除生产油管。

在根据前述各方面中的任意的第四方面中，井完整性工具还可执行的操作包括：确定定义在两个套管柱之间的环形空间中的流体的温度。

在根据前述各方面中的任意的第五方面中，井完整性工具还可执行的操作包括：确定井眼中一个或多个套管柱的一套管柱的温度。

在根据前述各方面中的任意的第六方面中，井完整性工具还可执行的操作包括：确定环形空间中流体的压力。

在根据前述各方面中的任意的第七方面中，井完整性工具还可执行的操作包括：确定井配置的热性质。

在根据前述各方面中的任意的第八方面中，井完整性工具还可执行的操作包括：确定在井眼中作用在一个或多个套管柱的一套管柱上的位移力。

在根据前述各方面中的任意的第九方面中，井完整性工具还可执行的操作包括：将位移力和作用在套管柱上的预先确定的静力进行比较。

在根据前述各方面中的任意的第十方面中，井完整性工具还可执行的操作包括：基于该比较，提供折衷了井的井完整性的指示。

在根据前述各方面中的任意的第十一方面中，井完整性工具还可执行的操作包括：提供位移力超过预定锁紧环额定值的指示。

在根据前述各方面中的任意的第十二方面中，井完整性工具还可执行的操作包括：基于该比较，提供套管柱升离事件的指示。

在根据前述各方面中的任意的第十三方面中，井完整性工具还可执行的操作包括：将环形空间中的流体压力与压力值预定范围进行比较。

在根据前述各方面中的任意的第十四方面中，井完整性工具还可执行的操作包括：基于该比较，提供折衷了井的井完整性的指示。

在根据前述各方面中的任意的第十五方面中，井完整性工具还可执行的操作包括：提供套管爆裂或套管挤毁事件之一的指示。

在根据前述各方面中的任意的第十六方面中，井完整性工具还可执行的操作包括：提供环形空间中的流体的压力超过最大爆裂压力值或最大挤毁压力值之一的图形指示。

在根据前述各方面中的任意的第十七方面中，井完整性工具还可执行的操作包括：提供位于两个环形空间之间的一个套管柱的最大爆裂压力值。

在根据前述各方面中的任意的第十八方面中，井完整性工具还可执行的操作包括：提供位于两个环形空间之间的一个套管柱的最大挤毁压力值。

在根据前述各方面中的任意的第十九方面中，井完整性工具还可执行的操作包括：提供在两个环形空间中之一的环形流体膨胀值。

在根据前述各方面中的任意的第二十方面中，井完整性工具还可执行的操作包括：对暴露于热事件的井配置的套管柱或生产油管中的至少一个执行应力分析。

在根据前述各方面中的任意的第二十一方面中，井完整性工具还可执行的操作包括：基于该应力分析，确定套管柱或生产油管的温度降额。

在根据前述各方面中的任意的第二十二方面中，井完整性工具还可执行的操作包括：接收与第一套管柱的外径和长度相对应的值。

在根据前述各方面中的任意的第二十三方面中，井完整性工具还可执行的操作包括：接收与第二套管柱的外径和长度相对应的值。

在根据前述各方面中的任意的第二十四方面中，井完整性工具还可执行的操作包括：接收部署在第一和第二套管之间的流体的选择。

在根据前述各方面中的任意的第二十五方面中，井完整性工具还可执行的操作包括：接收与生产油管的外径和长度相对应的值。

在根据前述各方面中的任意的第二十六方面中，井完整性工具还可执行的操作包括：接收与第一套管柱、第二套管柱、或生产油管之一的重量和等级相对应的值。

在根据前述各方面中的任意的第二十七方面中，井完整性工具还可执行的操作包括：接收与第一套管柱或第二套管柱之一相关联的水泥浆液柱顶部的深度相对应的值。

在根据前述各方面中的任意的第二十八方面中，井完整性工具还可执行的操作包括：接收与第一套管柱、第二套管柱、以及生产油管中至少一个相关联的封隔器（packer）的深度和类型相对应的值。

在根据前述各方面中的任意的第二十九方面中，井完整性工具还可执行的操作包括：接收与第一套管柱、第一套管柱、生产油管、井眼周围的水泥和地层之一的热和机械性质相对应的值。

在根据前述各方面中的任意的第三十方面中，井完整性工具还可执行的操作包括：接收将在生产操作中产生的烃的标识。

在根据前述各方面中的任意的第三十一方面中，井完整性工具还可执行的操作包括：接收通过井眼的烃的生产率值。

在根据前述各方面中的任意的第三十二方面中，井完整性工具还可执行的操作包括：接收热-流计算模式、生产操作的稳态条件、以及生产操作的瞬态条件的标识。

在根据前述各方面中的任意的第三十三方面中，井完整性工具还可执行的操作包括：接收在地下区域处或附近的烃的静水压力的值。

在根据前述各方面中的任意的第三十四方面中，井完整性工具还可执行的操作包括：接收在地下区域处或附近的烃的温度值。

在根据前述各方面中的任意的第三十五方面中，井完整性工具还可执行的操作包括：接收在非生产操作中进入井配置的环形空间的海水的流速（flowrate）值。

在根据前述各方面中的任意的第三十六方面中，井完整性工具还可执行的操作包括：接收海水的温度值。

在根据前述各方面中的任意的第三十七方面中，井完整性工具还可执行的操作包括：接收热-流计算模式、位移操作的稳态条件、以及位移操作的瞬态条件的标识。

在根据前述各方面中的任意的第三十八方面中，井完整性工具还可执行的操作包括：确定两个环形空间之间的流体的环形流体膨胀压力。

在根据前述各方面中的任意的第三十九方面中，井完整性工具还可执行的操作包括：修改所确定的环形空间流体压力以考虑开孔泄漏、流体密度、气帽体积、或体积流失。

在根据前述各方面中的任意的第四十方面中，井完整性工具还可执行的操作包括：确定没有用水泥将生产套管固定在井眼中。

在根据前述各方面中的任意的第四十一方面中，井完整性工具还可执行的操作包括：基于该井配置、井眼操作、以及没有用水泥将生产套管固定在井眼中的确定，确定井眼操作期间在一个或多个套管柱以及生产油管处或附近的井特性。

图1示出在深水水下环境中的示例性井系统10。在一些实施例中，可以利用根据本公开的井完整性工具在完井前、建造期间、和／或完井后确定和／或预测井系统10的井完整性。在位于海底18下面的一对水下油和气地层14、16的中央设置了半潜式平台12。水下管道20从平台12的甲板22延伸到包括防喷器26的井口装置（wellhead installation）24处。平台12具有用于升高和降低管柱（诸如作业管柱32、套管柱、衬管、以及其它管道）的吊装设备28和起重机30。井眼34通过包括地层14、16的各地球地层而延伸。通过水泥38，把套管36固定在井眼34中。

虽然图1示出垂直井，但是井系统10也可包括具有其它方向取向的井眼，诸如大斜度井、斜井、或水平井。同样，虽然图1示出海上操作，本公开的井完整性工具可被用于确定和／或预测为陆上位置而规划或在陆上位置构建的井的井完整性。同样，即使图1示出两个地层，井完整性工具可被用于确定和／或预测通过任何数量地层构建的井配置中的井完整性。

图2示出示例性系统200，该系统包括用于确定井配置（诸如，例如，井系统10的井配置）的井完整性的井完整性工具225。所示的系统200可以是图1中系统10的一部分，诸如位于钻塔12上，或部分位于钻塔12上（例如，客户机）且部分位于远程位置。在一些其它实施例中，系统200全部位于远程位置，但用于确定在系统10建造之前、期间或之后的系统10的井完整性。系统200（可与“环境200”互换地使用）包括服务器205以及一个或多个客户机210或通信地耦合至服务器205以及一个或多个客户机210，其中至少一些通过网络215进行通信。一般而言，系统200示出示例性配置，该配置能以实质上透明的方式提供无状态应用程序的状态执行，以及响应于来自其客户机210的请求而动态地确定操作的特定应用模式。

一般而言，服务器205是存储一个或多个托管（hosted）井完整性工具225的任何服务器，其中经由发送至系统200内或可通信地耦合到系统200的用户或客户机的请求或响应而执行至少一部分托管井完整性工具225。在一些情况中，服务器205可存储多个各种的托管井完整性工具225，而在其它情况中，服务器205可以是仅存储并执行单个托管井完整性工具225的专用服务器。在一些情况中，服务器205可以包括web服务器，其中托管井完整性工具225表示经由网络215可由系统的客户机210访问或执行的一个或多个基于web的应用，以执行托管井完整性工具225的经编程的任务或操作。

在一个较高的水平上，服务器205包括电子计算设备，可用于接收、发送、处理、存储、或管理与系统200相关联的数据或信息。除了来自外部客户机210的请求之外，还可以从内部用户、外部或第三方客户、其它自动化应用、以及任何其它合适的实体、个人、系统或计算机中发送与托管井完整性工具225相关联的请求。如在本公开中所用的那样，术语“计算机”旨在包括任何合适的处理设备。例如，虽然图2示出单个服务器205，但是可以使用两个或多个服务器205、还有包括服务器池的服务器以外的计算机来实现系统200。实际上，服务器205可以是任何计算机或处理设备，诸如，例如，刀片服务器、通用个人计算机（PC）、Macintosh、工作站、基于UNIX的工作站或任何其它合适的设备。换言之，本公开构想通用目的计算机之外的计算机，以及无常规操作系统的计算机。此外，所示的服务器205可适于执行任何操作系统，包括Linux、UNIX、Windows、Mac OS、或任何其他合适的操作系统或系统环境，诸如Citrix。

在本实现中，且如图2所示，服务器205包括处理器220、接口235、以及存储一个或多个井配置文件240的存储器230。服务器205使用接口235与或连接至网络215的客户机-服务器或其它分布式环境（包括在系统200的环境中）中的其它系统（例如，客户机210、以及通信地耦合至网络215的其它系统）通信。一般而言，接口235包括以合适组合的软件和/或硬件编码的逻辑，且可用于与网络215通信。更特定地，接口235可包括支持与通信相关联的一个或多个通信协议的软件，从而使得网络215或接口的硬件可用于在所示的系统200的环境内或外通信物理信号。

一般而言，网络215促进系统200的各组件之间的无线或有线通信（即，在服务器205或客户机（多个）210之间），以及与任何其它本地或远程计算机（诸如附加客户机、服务器、或可通信地耦合到网络215但未在图2中示出的其它设备）之间的无线或有线通信。在图2中网络215被图示为单个网络，但是不背离本公开的范围的情况下可以是连续的或不连续的网络而，只要网络215的至少一部分可促进发送者和接收者之间的通信即可。网络215的全部或一部分可以是企业或安全网络，而在另一个情况中，网络215的一部分可代表与因特网的连接。在一些情况中，网络215的一部分可以是虚拟专用网络（VPN），诸如，例如，客户机210或服务器205之间的连接。

此外，网络215的全部或一部分可包括有线或无线链路。示例性无线链路可以包括802.11a/b/g/n、802.20、WiMax、和／或任何其它合适的无线链路。换言之，网络215包括任何内部或外部网络、多个网络、子网络或其组合，可用于促进所示的系统200的环境内和外的各种计算组件之间的通信。例如，网络215可在网络地址之间通信因特网协议（IP）分组、帧延迟帧、异步传输模式（ATM）信元、语音、视频、数据、以及其它合适的信息。网络215还可包括一个或多个局域网（LAN）、无线电接入网（RAN）、城域网（MAN）、广域网（WAN）、因特网的全部或一部分、和／或在一个或多个位置处的任何其它通信系统或多个系统。

如图2所示，服务器205包括处理器220。虽然图2中示出单个处理器220，但是根据特定需要、要求、或系统200的特定实施例，可使用两个或多个处理器。每个处理器220可以是中央处理单元（CPU）、刀片、专用集成电路（ASIC）、现场可编程门阵列（FPGA）或另一个合适组件。一般而言，处理器220执行指令并操纵数据来执行服务器205的操作，且特定地，一个或多个井完整性工具225。特定地，服务器的处理器220执行所要求，来接收和响应来自客户机（多个）210和它们相关的客户机应用的请求的功能，以及所要求的执行托管井完整性工具225的其它操作的功能。不论特定实现，“软件”可包括在有形的介质上的计算机可读指令、固件、有线或编程的硬件、或其任何组合，当执行时，可用于执行至少此处描述的一些处理和操作。实际上，可以以任何合适的计算机语言（包括Fortran、C、C＋＋、Java、Visual Basic、汇编程序、Perl、4Gl的任何合适的版本以及其它）来全部或部分地写或描述每个软件组件。可以理解，图2所示的软件部分是作为通过各种对象、方法、或其它处理来实施各种特性和功能的独立模块而示出的，而替代地，适当的话，软件可以包括多个子模块、第三方服务、组件、库。相反地，按需可把各种组件的特征和功能组合到单个组件中。在所示的系统200中，处理器220执行服务器205上的一个或多个托管井完整性工具225。

在一个较高水平上，根据本公开，一个或多个托管井完整性工具225中的每一个是任何应用、程序、模块、过程、或可执行、改变、删除、生成、或管理信息的其它软件，特别是，响应于或联系从所示的客户机210以及它们相关联的客户机应用接收到的一个或多个请求。在特定情况下，仅一个托管井完整性工具225可位于特定服务器205处。在其它情况下，可在单个服务器205中存储多个相关和／或不相关的托管井完整性工具225，或跨多个其它服务器205而设置托管井完整性工具225。在特定情况下，环境200可实现复合托管井完整性工具225。例如，复合应用的一部分可被实现为企业Java Beans（EJB）或设计-时间组件，可具有对不同平台生成运行时间实现的能力，诸如其中包括J2EE（Java2平台，企业版）、ABAP（高级业务应用编程）对象、或微软的.NET等。此外，托管井完整性工具225可代表由远程客户机210或由客户机应用程序经由网络215（例如，通过互联网）访问或执行的基于web的应用。此外，尽管被图示为在服务器205内，可以在远处存储、引用、或执行与特定托管井完整性工具225相关联的一个或多个过程。例如，特定托管井完整性工具225的一部分可以是与远程调用的应用相关联的web服务，而托管井完整性工具225的另一部分可以是捆绑的接口对象或代理，用于在远程客户机210处进行处理。此外，在不背离本公开的范围的情况下，托管井完整性工具225的任何部分或全部可以是另一个软件模块或企业应用（未示出）的子（child）或子-模块。更进一步，可通过直接在服务器205处、以及在远程客户机210处工作的用户来执行托管井完整性工具225的一些部分。

服务器205还包括存储器230。存储器230可包括任何存储器或数据库模块，并且可以采取易失性或非易失性存储器的形式，包括而非限制，磁介质、光介质、随机存取存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、可移动介质或任何其它合适的本地或远程存储器部件。存储器230可以存储各种对象或数据，包括井配置文件240。在一些实施例中，井配置文件240可存储、定义、和／或保存关于特定井配置或数个井配置的特定的数据。例如，如图5A所示的数据可包括有关套管尺寸、套管材料、井眼尺寸、以及环形空间流体（即占据两个套管或其它管状物之间全部或部分空间的流体）的数据。

图2所示的环境还包括一个或多个客户机210。每个客户机210可以是任何计算设备，用于使用有线或无线连接经由网络215连接到至少服务器205或与至少服务器205通信。此外，每个客户机210包括处理器、接口（例如，图形用户界面，或“GUI”），客户机应用程序以及存储器。一般而言，每个客户机210包括电子计算机设备，用于接收、发射、处理、以及存储与图示的环境200相关联的任何适当的数据。可以理解，可存在与环境200相关联的、或在环境200之外的、任何数量的客户机210。例如，尽管所示的环境200包括三个客户机（210a、210b、或210c），环境200的可选实现可包括与服务器205通信耦合的单个客户机210，或适合于环境200的目的的任何其它数量。此外，在所示的系统200部分之外还存在一个或多个附加客户机210（能够经由网络215与系统200交互）。此外，在不背离本公开范围的情况下，按需可互换地使用术语“客户机”或“用户”。此外，尽管使用单个用户使用的形式来描述每个客户机210，本公开设想许多用户可使用一台计算机，或一个用户可使用多台计算机。

如本公开中所使用，旨在使客户机210包括个人计算机、触摸屏终端、工作站、网络计算机、公用电话亭（kiosk）、无线数据端口、智能电话、个人数据助理（PDA）、在这些或其它设备中的一个或多个处理器、或任何其它合适的处理设备。例如，每个客户机210可包括计算机，该计算机包括输入设备，诸如键盘、触摸屏、鼠标、或可接收用户信息的其它设备；以及传送与服务器205（以及托管井完整性工具225）或客户机210本身的操作相关联的信息的输出设备，包括数字数据、可视信息、客户机应用、或GUI。输入或输出设备两者可包括固定的或可移动的存储介质，诸如磁存储介质、CD-ROM、或其它合适的介质，用于通过显示器，即，GUI，接收来自客户机210的用户的输入，以及向客户机210的用户提供输出。如图2所示，客户机210c特定地与所示的环境200的管理员相关联。管理员210c可修改与一个或多个其它客户机210、服务器205、托管井完整性工具225、和／或环境200的任何相关部分相关联的各种设置。例如，管理员210c能修改与每个托管井完整性工具225相关联的相关超时值（timeout value），以及任何托管应用设置组的任何设置，包括与托管井完整性工具225的状态类型确定模块或状态信息生成模块相关联的那些设置。

此外，所示的客户机（多个）210包括GUI，GUI包括图形用户界面，用于任何合适的目的而与至少一部分系统200连接，包括生成客户机应用的可视的显示（在一些情况中，客户机的web浏览器）以及与托管井完整性工具225交互，包括从托管井完整性工具225接收响应，该响应是响应于客户机应用发送的请求而接收的。所示的客户机210还包括可本地以及通过网络215存储所有或一部分井完整性工具225的存储器。一般而言，通过GUI，向用户提供有效且用户-友好的数据显示，这个数据是通过系统200提供的或是在系统200中通信的。

可以使用单数的或复数的术语“图形用户界面”、或GUI来描述一个或多个图形用户界面以及每一个特定图形用户界面的显示。因此，GUI可代表任何图形用户界面，包括但不限于web浏览器、触摸屏、或处理环境200中信息以及有效地向用户呈现信息结果的命令行界面（CLI）。通常，GUI可包括多个用户界面（UI）元素，一些或全部与客户机应用相关联，诸如交互字段、下拉列表、以及客户机210处的用户可操作的按钮。这些或其它UI元素可与客户机应用以及其它在客户机210处执行的软件应用的功能相关或代表客户机应用以及其它在客户机210处执行的软件应用的功能。特定地，可使用GUI来呈现托管井完整性工具225的基于客户机的角度，并且可用于（作为web浏览器或使用客户机应用作为web浏览器）观看和导航托管井完整性工具225，以及位于服务器内部或外部的各种web页面，其中一些可以与托管井完整性工具225相关联。为了呈现位置的目的，GUI可以是客户机应用的一部分或全部，同时也只是用于显示客户机或托管井完整性工具225动作或交互的视觉呈现的一个工具。在一些情况下，可互换地使用GUI或客户机应用，尤其当客户机应用代表与托管井完整性工具225相关联的web浏览器时。

尽管图2被描述为包含或关联于多个元素，在本公开的每个可选实现中，可使用图2的环境200中所示的并非所有元素。此外，这里描述的一个或多个元素可以位于环境200外，而在其它情况中，可把特定元素包括在一个或多个其它描述的元素与在所示的实施中未描述的其它元素内或作为一个或多个其它描述的元素与在所示的实施中未描述的其它元素的一部分。此外，图2中所示的特定元素可与其它组件组合，且除了用于此处描述的目的之外，还被用于可选或附加的目的。

图3A示出具有生产油管的示例性井配置300，而图3B示出示例性无油管井配置350。首先参考图3A，示例性井配置300位于具有所示的海平面302和海底304的深水水下环境中。井眼306已经钻到海底304下。在一些实施例中，诸如在墨西哥海湾的深水环境中的典型井配置，海底离开海平面302可为5321.5英尺；包括各种直径的分段的井眼306的长度可以大于20,000英尺。井可以包括安装在井眼306中以形成井配置300的套管和衬管。

在图3A所示的井配置300中，示出3段套管：表面套管308、中间套管314、以及生产套管318。通过水泥312（图3A中阴影部分）把这三段套管固定到位。套管308、314和318之一或全部可以是下降到井眼306的大直径管道，并且用水泥定位以抵挡多种力，诸如挤毁、爆裂、拉伸断裂、以及化学腐蚀性盐水。在一些方面，套管308、314、和／或318可以是由在每端有外螺纹的管接头所制造的套管柱。使用与内螺纹耦合的短长度套管与套管各个接头连接在一起，或套管接头可被制造为其一端有外螺纹、另一端有内螺纹。在一些方面，可用经过热处理为各种强度的普通碳钢来制造一个或多个套管308、314、和318。可选地，可特别用不锈钢、铝、钛、玻璃纤维、以及其它材料来制造套管308、314和318。

在如图3A所示的井配置300中，示出两段衬管：表面衬管310和中间衬管316。衬管310和316的每一个可不延伸到井眼306的顶部（如所示），而是可锚定在前面套管或套管柱底部内或自前面套管或套管柱底部内悬挂下来。例如，表面衬管310从表面套管308的井下端悬挂；且中间衬管316从中间套管314的井下端悬挂。衬管310和316之一或全部可用衬管悬挂器附连至邻近套管，衬管悬挂器是用于从前一个套管柱的内壁来附连或悬挂衬管。

如所示的井配置300所示，套管和衬管的多个段形成允许配置深井的阶梯结构。例如，表面套管308可从5419.9英尺延伸到7000英尺，与进一步延伸到8500英尺的表面衬管310耦合。在固定这个上部之后，可安装中间套管314，并且延伸到13,000英尺，与进一步延伸到17,000英尺的中间衬管316耦合。接着可安装生产套管318，向下达到21,000英尺。然后可在生产套管318中安装生产油管324，达到周围地层是被期望用于产油的较下部分320。生产油管324是用来产生储层流体的井眼管，通常与其它完井组件组装在一起构成生产套管。一般而言，为任何完井而选择的生产油管被设计为与井眼几何形状、储层生产特性和储层流体兼容。

表面套管308附连至井口（未示出），在井建造阶段期间，井眼306的表面终端（termination）结合了用于安装套管悬挂器的设施。在井的生产阶段的准备中，井口还可以结合用于悬挂生产油管以及安装“圣诞树”和及表面流量控制设施的装置。在套管和套管／衬管／油管的每个阶（step）之间，在水泥312和环形空间326、328、和332之上存在空隙330。环形空间326和328可具有在套管／衬管之间和／或在空隙330中捕获（trapped）的极大压力；这可形成潜在的危害问题，并且危害井完整性。一般，对332和334之间的生产环形空间332进行排放（vent）（例如，打开以允许加压流体逸出环形空间332）。

现在参考图3B，所示的井配置350与图3A所示的相似，除了缺少生产油管324之外。这个配置反映了井配置在构建中且已经安装了油管、或在无生产油管的情况下可执行生产的情况。在这个配置中，仍然存在环形空间326和326中和／或空隙330中捕获极大压力的问题，并且可危害井完整性。相对于基本相似而无生产油管的井配置（即，具有相似或相同套管柱、衬管、井操作、以及其它参数的无油管配置），具有生产油管的井配置可经受不同的井完整性问题。例如，如果在安装生产油管之前发生不期望的生产，则即使在安装生产油管时不会发生的井完整性问题也有可发生。此外，取决于是否安装生产油管，不同的非生产情况可具有不同的井完整性问题。

图4A-4C示出使用井完整性工具的示例性方法，例如，用井完整性工具225用于确定井配置的井完整性。首先参考图4A，井完整性工具的过程开始于步骤402，其中模块接收井配置的选择。在一些实施例中，可用或经由井完整性工具的GUI（诸如图5A中的GUI500）来完成这个步骤402。GUI500允许用户输入井配置的基本参数，例如，每段套管／衬管的深度和几何形状值，以及环形空间流体的性质。用户还可在GUI500中选择预先定义的井配置，并且把该信息应用于井配置文件240。在一些实施例中，用户可定义套管（诸如具有上段和下段的生产套管）的特定段。然后用户可保存所定义的井配置参数以及井配置文件240供以后使用。如果用户选择并加载井配置文件240，则所有的参数将自动填写。类似地，用户可定义或选择预先定义的井眼尺寸、深度或其它配置参数。

在定义井配置之后，在步骤404选择和／或定义井眼操作。在一些实施例中，可用或经由诸如图5B所示的GUI505来完成步骤404。GUI505允许用户选择井的操作条件，诸如压力、位置、深度、温度、生产率、持续期或其它。这里，作为示例，将井眼操作定义为在21,000英尺深度的钻孔位置处、以压力15,000psi、且入口温度275度F进行产油。选择生产率为100,000bbl/D，并且持续期为一年。

类似地，图5G中的GUI530和图5H中的GUI535也允许用户定义井眼操作。用户可把所有参数保存在井配置文件中，并且加载文件而调用所有预先定义的值。例如，GUI530可以是接收关于非生产操作的井眼操作数据的用户界面，诸如使海水流入生产套管和井眼之间的环形空间以冲洗钻井泥浆的操作。在一些实施例中，图5G允许用户选择／定义井配置的几何形状、流体路径、操作类型、流体类型、以及诸如瞬态条件和之前的操作条件之类的操作条件。作为示例，图5H示出海水位移的参数。选择生产套管的参数，使之在9400psi压力下、21000英尺钻孔深度、入口温度175度F、且以10286bbl/D生产率，进行钻孔。选择操作持续期为30分钟或可定义可选量值。

在步骤406中，通过井完整性工具确定井配置的井眼操作期间在各个位置处（例如，深度）的井温度。在一些实施例中，可用或经由井完整性工具的GUI（诸如图5C中所示的GUI510）向用户呈现该温度（多个）。GUI510包括示出当前井示意图（相似于图3A）的GUI511和GUI512，GUI512示出在井配置的不同位置和各段处的温度对深度的测量结果。

在下一个步骤408，修改井配置以除去生产油管。在一些方面，用户可以预先定义井配置是无管的。在其它方面，在无管操作和安装生产油管的操作两者中，用户可控制井完整性工具来确定和／或预测各个位置（例如，深度）处的温度（多个）。因此，用户可以在正常或典型生产操作中以及“未规划的”井流（wllflow）生产情况（诸如当在安装生产油管之前从地下区域产生烃到井眼时）中接收温度数据。可经由井完整性工具或通过井完整性工具的用户请求而自动完成之前定义的和／或选择的井配置到无管井配置的修改。

在接下来的步骤410，确定经修改的井配置操作（例如，无管配置）期间在各个位置（例如，深度）处的井温度。在步骤410中由井完整性工具建模的操作可与步骤406中建模的井操作相同（例如，准确地或基本上）。在一些实施例中，可用或经由诸如如图5D中所示的GUI517或图5I中所示的GUI540之类的GUI来完成步骤410。GUI517和GUI540示出经修改的井配置的不同位置和各段处温度对深度的结果。在一些方面，GUI517可示出未规划井流生产情况的经修改的井配置的不同位置和各段处温度对深度的结果。

在步骤412，如果需要执行对经修改的井配置的附加分析，则在图4B的下一个步骤422上执行分析；否则一个周期的分析完成，且该过程返回到步骤402。

在步骤422中，通过井完整性工具或在井完整性工具中定义在井配置中一个或多个套管柱上的静负载。例如，在井完整性工具的一些方面，用户可定义和／或选择通过锁紧环施加于井配置的静负载。例如，当通电时，锁紧环可基本上防止生产套管在井口处的垂直位移。因此，所定义的静负载可基本上等于以磅为单位的锁紧环负载。用户可以定义正的静负载（例如，在套管柱井下方向作用的负载），或，可选地，可定义为零静负载，例如，表示锁紧环没有通电。

接着，在步骤424，井完整性工具确定在经修改的井配置（即，无管井配置）中在井眼操作期间套管柱上的位移力（例如，滑动接触力）。可选地或附加地，井完整性工具可确定在具有生产油管的原始井配置中在井眼操作期间套管柱上的位移力（例如，滑动接触力）。在步骤426，将确定的位移力与套管柱上定义的静负载（例如，锁紧环值）进行比较。在步骤428，井完整性工具基于步骤426中的比较来确定位移力是否超过静负载。如果位移力没有超过静负载（例如，不大于在反方向（井口方向）作用的静负载），则方法420继续到方法440的步骤442。如果位移负载超过静负载，则方法420继续进行到步骤430，并且提供井完整性故障事件（例如，升离事件）的指示。

例如，对于原始井配置，可用或经由井完整性工具的GUI（诸如图5E所示的GUI520）向用户呈现在步骤424-430中井完整性工具执行分析的结果。GUI窗口521示出正在分析的井配置，该井配置包括生产油管324。GUI窗口522示出在井生产操作期间捕获的环形空间压力结果。通过Von Misses三轴和单-双轴应力分析，进行由这些增加的环形空间流体膨胀（AFE）压力生成的附加负载如何影响井中套管柱的完整性的快速检查。GUI窗口523示出多管柱井口运动位移，包括套管引起的增量位移以及由位移力引起的累积位移。在图5E的示例中，位移值示出没有指示井完整性故障事件（例如，升离）。GUI窗口524示出应力分析的图形显示，并且提示，尽管产生附加的应力条件但它们落在单-双轴／三轴稳定性设计包络内。

可用或经由井完整性工具的GUI（诸如图5F所示的GUI525）向用户呈现井完整性工具在步骤424中执行分析的结果。GUI窗口526示出正在分析的经修改的的井配置，该井配置没有包括生产油管324。GUI窗口527示出在无管配置的井生产操作期间捕获的环形空间压力结果。通过Von Misses三轴和单双轴应力分析，进行对于由这些增加的环形空间流体膨胀（AFE）压力生成的附加负载如何影响井中套管柱的完整性的快速检查。GUI窗口528示出多管柱井口运动位移，包括套管引起的增量位移以及由位移力引起的累积位移。在图5F的示例中，位移值示出存在井完整性故障事件（例如，升离）的指示。GUI窗口529示出应力分析的图形显示，并且提示，尽管产生附加的应力条件。但如所示，它们落在单-双轴／三轴稳定性设计包络内。因此，即使在原始（例如，包括生产油管）井配置的井操作期间没有失效事件，井完整性工具可提供井操作期间在无管井配置中发生井完整性故障事件的指示。

参考捕获环形空间压力的无管井配置（例如，不期望的井流量情况）的井完整性分析可指示预先选择的套管柱对于处理由捕获环形空间压力引起的负载条件是合适的。但是，如在GUI窗口528中所示，井系统本身可不适于处理轴负载以及由井流无管情况导致的附加负载的重新分配。例如，这是通过生产套管318离开（unseat）的指示而示出的。井口运动以及渐进的故障分析特定地预测作为临界负载条件和有缺陷的和／或不适当的锁紧环设置的组合的结果的升离事件的可能性。在这个示例中，由于生产套管柱的应力状态和相关联的负载条件的组合引起的产生套管离开外部管柱，是由热膨胀引起的。这个负载条件和缺陷和／或未通电锁紧环设置的组合触发了生产套管柱的升离事件。

继续方法440，在步骤442，井完整性工具确定井操作期间经修改的井配置的环形空间中的压力。在一些实施例中，可用或经由井完整性工具的GUI（诸如图5E的GUI520或图5F的GUI525）向用户呈现步骤442的分析结果。图5E的GUI520的描述与步骤422中讨论的相似。GUI525包括示出当前井示意图的GUI窗口526，GUI窗口527示出流体膨胀概览，GUI窗口528示出运动位移概览，且GUI窗口529示出有效的差分压力对轴向力。在初始井建造事件与无管井流事件期间井口运动分析以及渐进故障分析风险，表示管柱320的升离离开事件。

在步骤444，将环形空间压力与压力值的预定范围进行比较。在接着的步骤446中，如果环形空间压力在压力值的预定范围之外（管柱爆裂／挤毁额定值），则程序继续且接触于步骤448，其中提供套管柱故障事件的指示。否则，该方法返回到步骤402。故障事件可包括，例如，套管挤毁、套管爆裂、或其它故障事件。在一些示例性实施例中，可分别用或经由井完整性工具的GUI（诸如图5E、5F和／或5J中的GUI520、525、和／或545）来完成步骤448。

现在参考图5I，示出展示非生产事件的温度分析的GUI540。GUI540包括示出无管井配置的当前井示意图的GUI窗口541、以及示出在井配置的不同位置和各段处的温度测量结果对深度的GUI窗口542。

在图5J中，GUI545示出非生产事件的位移概率、故障分析、以及AFE（环形空间流体膨胀）。GUI545包括GUI窗口546和GUI窗口547，GUI窗口546示出当前无管井示意图，GUI547示出AFE概览（例如，在井配置的各套管柱之间的增量AFE压力和体积），GUI窗口548示出井完整性故障效事件的接触负载概率，且GUI窗口549示出有效的差分压力对轴向力。如所示，GUI窗口548示出当生产套管318从中间套管332离开时存在作用使得生产套管318向上的55,294lbf的接触负载。在一些示例性实施例中，可用或经由这个GUI525向用户呈现升离事件的指示。

在图5K中，GUI550示出在未灌注水泥情况中的非生产事件的位移概览、故障分析以及AFE（环形空间流体膨胀）。例如，在一些情况中，当用水泥把套管柱318固定在井眼306中时（例如，环形空间328中安装了水泥），图5J可以示出非生产事件的位移、故障、以及AFE数据。然而，在一些情况中，对于未灌注水泥情况（当环形空间328中没有安装水泥或几乎没有安装水泥时），井完整性分析结果可能不同。因此，井完整性工具可接收来自用户的、表示生产套管318未灌注水泥的选择。图5K中的GUI550包括GUI窗口551和GUI窗口552，GUI窗口551示出未灌注水泥情况中当前无管井示意图，GUI窗口552示出AFE概览（例如，在井配置的套管柱之间的增量AFE压力和体积），GUI窗口553示出运动位移概览，且GUI窗口554示出有效的差分压力对轴向力。如所示，GUI窗口553示出约0.158英尺（累积位移）向上的生产套管318的井完整性故障事件（例如，升离事件）。在一些示例性实施例中，可用或经由这个GUI550向用户呈现升离事件的指示。在一个或多个方法400、420、和440中可使用图5G、5H、5I、5J、和5K的GUI。

已经描述了多个实现。无论如何应理解，可作出各种修改。此外，方法（多个）400、420、和／或440包括的步骤可少于这里所示的，或包括的步骤可多于这里所示的。此外，可按图示相应顺序执行所示的方法400、420和440的步骤，或与所示顺序不同。作为特定示例，可同时（例如，基本上或其他）执行方法420和440。步骤顺序方面的其它变化也是可能的。因此，其它实现落在所附权利要求书范围内。

Claims (54)

1.一种用计算系统执行的用于确定井完整性的方法，所述方法包括：

接收井的井配置的选择，所述井配置包括从所述井的井口附近延伸到所述井的井底附近的一个或多个套管柱以及生产油管；

接收用所述井配置执行的井眼操作的选择；

基于所述井配置和所述井眼操作，确定所述井眼操作期间在一个或多个套管柱和所述生产油管处或附近的井特性；

修改所述井配置以移除所述生产油管；以及

根据修改的井配置和所述井眼操作，确定所述井眼操作期间在一个或多个套管柱处或附近的井特性。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述特性包括下列至少一个：

在两个套管柱之间定义的环形空间中的流体的温度；

在所述井眼中的一个或多个套管柱中的套管柱的温度；

在所述环形空间中流体的压力；

所述井配置的热性质；以及

在所述井眼中作用在一个或多个套管柱中的一套管柱上的位移力。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，还包括：

将所述位移力与作用在所述套管柱上的预定静力进行比较；以及

基于所述比较，提供折衷了井的井完整性的指示。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述静力包括锁紧环额定值，所述方法还包括：

基于所述比较，提供所述套管柱升离事件的指示；以及

提供所述位移力超过所述预定锁紧环额定值的指示。

5.如权利要求2所述的方法，其特征在于，还包括：

将所述环形空间中流体压力与压力值预定范围进行比较；以及

基于所述比较，提供折衷了井的井完整性的指示。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述压力值的预定范围包括最大爆裂压力值和最大挤毁压力值，所述方法还包括：

提供套管爆裂或套管挤毁事件之一的指示；以及

提供所述环形空间中的流体压力超过最大爆裂压力值或最大挤毁压力值之一的图形指示。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，还包括提供下列至少一个：

位于两个环形空间之间的一个套管柱的最大爆裂压力值；

位于所述两个环形空间之间的一个套管柱的最大挤毁压力值；以及

在所述两个环形空间之一的环形空间流体膨胀值。

8.如前述任一权利要求所述的方法，其特征在于，还包括：

对暴露于热事件的所述井配置的套管柱或所述生产油管的至少一个执行应力分析；以及

基于所述应力分析来确定所述套管柱或所述生产油管的温度降额。

9.如前述任一权利要求所述的方法，其特征在于，接收包括一个或多个套管柱和生产油管的井的井配置的选择包括：

接收与第一套管柱的外径和长度相对应的值；

接收与第二套管柱的外径和长度相对应的值；

接收对于部署在所述第一和第二套管之间的流体的选择；以及

接收与所述生产油管的外径和长度相对应的值。

10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，还包括：

接收与所述第一套管柱、所述第二套管柱、或所述生产油管之一的重量和等级相对应的值；

接收与所述第一套管柱或第二套管柱之一相关联的水泥浆液柱顶部的深度相对应的值；以及

接收与所述第一套管柱、所述第二套管柱、以及所述生产油管中至少一个相关联的封隔器的深度和类型相对应的值。

11.如权利要求9所述的方法，其特征在于，还包括：

接收与所述第一套管柱、所述第二套管柱、所述生产油管、所述井眼周围的水泥和地层之一的热和机械性质相对应的值。

12.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述第一套管柱或第二套管柱之一包括从所述井的井口附近延伸到所述井的井底附近的生产套管。

13.如前述任一权利要求所述的方法，其特征在于，所述井眼操作包括通过井眼从地下区域的烃生产操作，所述方法还包括下列至少一个：

接收烃的标识；

接收通过井眼的烃的生产率值；以及

接收热-流计算模式、生产操作的稳态条件、以及生产操作的暂态瞬态条件的标识。

14.如权利要求13所述的方法，其特征在于，还包括：

接收在所述地下区域处或附近的烃的静水压力的值；以及

接收在所述地下区域处或附近的烃的温度值。

15.如前述任一权利要求所述的方法，其特征在于，所述井眼操作包括用大量海水位移所述环形空间中的大量钻井泥浆的操作，且其中接收用所述井配置执行的井眼操作的选择包括：

接收进入环形空间的海水的流速值；

接收海水的温度值；以及

接收热-流计算模式、位移操作的稳态条件、以及位移操作的瞬态条件的鉴定。

16.如前述任一权利要求所述的方法，其特征在于，还包括：

确定两个环形空间之间的流体的环形空间流体膨胀压力；

修改所确定的环形空间流体压力以考虑开孔泄漏、流体密度、气帽体积、或体积流失。

17.如前述任一权利要求所述的方法，其特征在于，所述井包括水下井。

18.如前述任一权利要求所述的方法，其特征在于，还包括：

确定没有用水泥将生产套管固定在井眼中；以及

基于所述井配置、所述井眼操作、以及没有用水泥将生产套管固定在井眼中的确定，来确定井眼操作期间在一个或多个套管柱以及生产油管处或附近的井特性。

19.一种包括非瞬态和有形计算机可读介质的装置，所述介质包括用于当被执行时导致一个或多个计算系统执行操作的指令，所述操作包括：

接收井的井配置的选择，所述井配置包括从所述井的井口附近延伸到所述井的井底附近的一个或多个套管柱和生产油管；

接收用所述井配置执行的井眼操作的选择；

基于所述井配置和井眼操作，确定井眼操作期间在一个或多个套管柱和所述生产油管处或附近的井特性；

修改所述井配置以移除生产油管；以及

基于所修改的井配置和所述井眼操作，确定井眼操作期间在一个或多个套管柱处或附近的井特性。

20.如权利要求19所述的装置，其特征在于，所述特性包括下列至少一个：

在两个套管柱之间定义的环形空间中的流体的温度；

在所述井眼中的一个或多个套管柱中的套管柱的温度；

所述环形空间中流体的压力；

所述井配置的热性质；以及

在井眼中作用在一个或多个套管柱中的套管柱上的位移力。

21.如权利要求20所述的装置，其特征在于，还包括：

将所述位移力和作用在所述套管柱上的预定静力进行比较；以及

基于所述比较，提供折衷了井的井完整性的指示。

22.如权利要求21所述的装置，其特征在于，所述静力包括锁紧环额定值，其中所述操作还包括：

基于所述比较，提供套管柱升离事件的指示；以及

提供位移力超过预定锁紧环额定值的指示。

23.如权利要求20所述的装置，其特征在于，所述操作还包括：

将所述环形空间中流体的压力与压力值的预定范围进行比较；以及

基于所述比较，提供折衷了井的井完整性的指示。

24.如权利要求23所述的装置，其特征在于，压力值的预定范围包括最大爆裂压力值和最大挤毁压力值，其中所述操作还包括：

提供套管爆裂或套管挤毁事件之一的指示；以及

提供所述环形空间中的流体的压力超过最大爆裂压力值或最大挤毁压力值之一的图形指示。

25.如权利要求24所述的装置，其特征在于，所述操作还包括提供下列至少一个：

位于两个环形空间之间的一个套管柱的最大爆裂压力值；

位于所述两个环形空间之间的一个套管柱的最大挤毁压力值；以及

在两个环形空间中之一的环形空间流体膨胀值。

26.如前述任一权利要求所述的装置，其特征在于，所述操作还包括：

对暴露于热事件的所述井配置的套管柱或所述生产油管中的至少一个执行应力分析；以及

基于所述应力分析确定所述套管柱或所述生产油管的温度降额。

27.如前述任一权利要求所述的装置，其特征在于，接收包括一个或多个套管柱和生产油管的井的井配置的选择包括：

接收与第一套管柱的外径和长度相对应的值；

接收与第二套管柱的外径和长度相对应的值；

接收对于部署在所述第一和第二套管之间的流体的选择；以及

接收与所述生产油管的外径和长度相对应的值。

28.如权利要求27所述的装置，其特征在于，所述操作还包括：

接收与所述第一套管柱、所述第二套管柱、或所述生产油管之一的重量和等级相对应的值；

接收与所述第一套管柱或所述第二套管柱中之一相关联的水泥浆液柱顶部的深度相对应的值；以及

接收与所述第一套管柱、所述第二套管柱、以及所述生产油管中至少一个相关联的封隔器的深度和类型相对应的值。

29.如权利要求27所述的装置，其特征在于，所述操作还包括：

接收与所述第一套管柱、所述第二套管柱、所述生产油管、井眼周围的水泥和地层之一的热和机械性质相对应的值。

30.如权利要求27所述的装置，其特征在于，所述第一套管柱或所述第二套管柱之一包括从井的井口附近延伸到井的井底附近的生产套管。

31.如前述任一权利要求所述的装置，其特征在于，所述井眼操作包括通过井眼从地下区域的烃生产操作，以及其中所述操作还包括下列至少一个：

接收烃的标识；

接收通过所述井眼的烃的生产率值；以及

接收热-流计算模式、生产操作的稳态条件、以及生产操作的瞬态条件的标识。

32.如权利要求30所述的装置，其特征在于，所述操作还包括：

接收在所述地下区域处或附近的烃的静水压力的值；以及

接收在所述地下区域处或附近的烃的温度值。

33.如前述任一权利要求所述的设备，其特征在于，所述井眼操作包括以大量海水来位移所述环形空间中的大量钻井泥浆的操作，且其中接收用所述井配置执行的井眼操作的选择的操作包括：

接收进入环形空间的海水的流速值；

接收海水的温度值；以及

接收热-流计算模式、位移操作的稳态条件、以及位移操作的瞬态条件的标识。

34.如前述任一权利要求所述的设备，其特征在于，所述操作还包括：

确定位于两个环形空间之间的流体的环形空间流体压力；

修改所确定的环形空间流体压力以考虑开孔泄漏、流体密度、气帽体积、或体积流失。

35.如前述任一权利要求所述的设备，其特征在于，所述井包括水下井。

36.如前述任一权利要求所述的设备，其特征在于，所述操作还包括：

确定没有用水泥将所述生产套管固定在所述井眼中；以及

基于所述井配置、井眼操作、以及没有用水泥将所述生产套管固定在所述井眼汇总的确定，来确定井眼操作期间在一个或多个套管柱以及所述生产油管处或附近的井特性。

37.一种计算机系统，包括：

一个或多个存储器模块；

一个或多个处理器；

图形用户界面；以及

存储在一个或多个存储器模块上的井完整性工具，当用一个或多个处理器执行时所述井完整性工具可用于执行操作，所述操作包括：

接收井的井配置的选择，所述井的井配置包括从所述井的井口附近延伸到所述井的井底附近的一个或多个套管柱和生产油管；

接收用所述井配置执行的井眼操作的选择；

基于所述井配置和井眼操作，确定井眼操作期间在一个或多个套管柱和所述生产油管处或附近的井特性；

修改所述井配置以移除所述生产油管；以及

基于所修改的井配置和所述井眼操作，确定井眼操作期间在一个或多个套管柱处或附近的井特性。

38.如权利要求37所述的系统，其特征在于，所述特性包括下列至少一个：

在两个套管柱之间定义的环形空间中的流体的温度；

在井眼中的一个或多个套管柱中的套管柱的温度；

所述环形空间中流体的压力；

所述井配置的热性质；以及

在井眼中作用在一个或多个套管柱中的套管柱上的位移力。

39.如权利要求38所述的系统，其特征在于，当被执行时井完整性工具执行操作，所述操作包括：

将所述位移力和作用在套管柱上的预定静力进行比较；以及

基于所述比较，提供折衷了井的井完整性的指示。

40.如权利要求39所述的系统，其特征在于，所述静力包括锁紧环额定值，并且其中当被执行时井完整性工具执行操作，所述操作包括：

基于所述比较，提供套管柱升离事件的指示；以及

提供位移力超过预定锁紧环额定值的指示。

41.如权利要求38所述的系统，其特征在于，当被执行时井完整性工具执行操作，所述操作包括：

将所述环形空间中的流体的压力与压力值预定范围进行比较；以及

基于所述比较，提供折衷了井的井完整性的指示。

42.如权利要求41所述的系统，其特征在于，压力值的预定范围包括最大爆裂压力值和最大挤毁压力值，以及其中当被执行时井完整性工具执行操作，所述操作包括：

提供套管爆裂或套管挤毁事件之一的指示；以及

提供所述环形空间中的流体的压力超过最大爆裂压力值或最大挤毁压力值之一的图形指示。

43.如权利要求32所述的系统，其特征在于，当被执行时井完整性工具执行操作，所述操作包括提供下列至少一个：

位于两个环形空间之间的一个套管柱的最大爆裂压力值；

位于两个环形空间之间的所述一个套管柱的最大挤毁压力值；以及

在两个环形空间中之一中的环形空间流体膨胀值。

44.如前述任一权利要求所述的系统，其特征在于，当被执行时井完整性工具执行操作，所述操作包括：

对暴露于热事件的所述井配置的套管柱或所述生产油管中的至少一个执行应力分析；以及

基于所述应力分析来确定套管柱或生产油管的温度降额。

45.如前述任一权利要求所述的系统，其特征在于，接收包括一个或多个套管柱和生产油管的井的井配置的选择的操作包括：

接收与第一套管柱的外径和长度相对应的值；

接收与第二套管柱的外径和长度相对应的值；

接收对于部署在第一和第二套管之间的流体的选择；以及

接收与所述生产油管的外径和长度相对应的值。

46.如权利要求45所述的系统，其特征在于，当被执行时井完整性工具执行操作，所述操作包括：

接收与所述第一套管柱、所述第二套管柱、或所述生产油管之一的重量和等级相对应的值；

接收与所述第一套管柱或所述第二套管柱中之一相关联的水泥浆液柱顶部的深度相对应的值；以及

接收与所述第一套管柱、所述第二套管柱、以及所述生产油管中至少一个相关联的封隔器的深度和类型相对应的值。

47.如权利要求45所述的系统，其特征在于，当被执行时井完整性工具执行操作，所述操作包括：

接收与所述第一套管柱、所述第二套管柱、所述生产油管、井眼周围的水泥和地层之一的热和机械性质相对应的值。

48.如权利要求45所述的系统，其特征在于，所述第一套管柱或第二套管柱之一包括从所述井的井口附近延伸到所述井的井底附近的生产套管。

49.如前述任一权利要求所述的系统，其特征在于，所述井眼操作包括通过井眼从地下区域的烃生产操作，并且其中当被执行时井完整性工具执行操作，所述操作包括下列至少一个：

接收烃的标识；

接收通过井眼的烃的生产率值；以及

接收热-流计算模式、生产操作的稳态条件、以及生产操作的瞬态条件的标识。

50.如权利要求48所述的系统，其特征在于，当被执行时井完整性工具执行操作，所述操作包括：

接收在所述地下区域处或附近的烃的静水压力的值；以及

接收在所述地下区域处或附近的烃的温度值。

51.如前述任一权利要求所述的系统，其特征在于，所述井眼操作包括以大量海水来位移环形空间中的大量钻井泥浆的操作，且其中接收用所述井配置执行的井眼操作的选择的操作包括：

接收进入环形空间的海水的流速值；

接收海水的温度值；以及

接收热-流计算模式、位移操作的稳态条件、以及位移操作的瞬态条件的标识。

52.如前述任一权利要求所述的系统，其特征在于，当被执行时井完整性工具执行操作，所述操作包括：

确定两个环形空间之间的流体的环形空间流体膨胀压力；

修改所确定的环形空间流体压力以考虑开孔泄漏、流体密度、气帽体积、或体积流失。

53.如前述任一权利要求所述的系统，其特征在于，所述井包括水下井。

54.如前述任一权利要求所述的系统，其特征在于，当被执行时井完整性工具执行操作，所述操作包括：

确定没有用水泥将所述生产套管固定在所述井眼内；以及

根据井配置、井眼操作、以及没有用水泥将所述生产套管固定在所述井眼内的确定，确定所述井眼操作期间在一个或多个套管柱以及所述生产油管处或附近的井特性。

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