机械驱动式天车升沉补偿装置研究

刘清友, 徐涛, 韩一维

2016, 38(6): 1-7. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2015.03.04.14

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浮式钻井平台在深水作业过程中，液压驱动式天车升沉补偿装置由于技术成熟而得到广泛应用。针对液压驱动系统存在反应滞后性较大，补偿精度不高的缺点，提出了一种以主动齿轮-从动齿轮-直齿条轨道作为天车补偿驱动传递机构，以驱动电机作为补偿动力来源的机械驱动式天车升沉补偿装置，以提高天车升沉补偿的精度和效率。在对补偿装置机械驱动工作原理分析基础上，提出机械驱动式天车补偿装置的具体结构形式，并对主动齿轮与从动齿轮在传动过程中的受力情况进行分析，得到两齿轮在升沉补偿运动过程中的载荷分布。采用动力学分析方法对从动齿轮和直齿条轨道的传动过程进行分析，建立齿轮-齿条啮合过程动力振动分析模型，得到该过程的力矩平衡方程。采用该机械驱动结构会对直齿条轨道产生一定的振动激励。

南海北部天然气水合物气源系统与成藏模式

何家雄, 卢振权, 苏丕波, 张伟, 冯俊熙

2016, 38(6): 8-24. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2016.09.03.01

摘要 ( 205 )

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天然气水合物成矿成藏条件与油气成藏条件虽然存在差异，但亦存在共同之处，即均需要有充足烃源供给及烃源供给系统输送与有利聚集场所的时空耦合配置。为了深入研究天然气水合物与常规油气运聚成藏条件之差异，根据南海北部陆坡深水区构造沉积演化特点及油气地质条件与多年来油气及水合物勘探成果，综合剖析了油气及天然气水合物气源构成特点与流体运聚输导系统特征，同时根据地质地球物理及地球化学分析，初步研究了气源供给运聚通道系统类型与高压低温天然气水合物稳定带的时空耦合配置关系，并结合油气地质及天然气水合物成矿成藏基本地质条件，总结和建立了南海北部陆坡深水区“生物气源自生自储扩散运聚型”、“热解气源断层裂隙输导下生上储运移渗漏型”和“热解气源底辟及气烟囱输导下生上储运移渗漏型”等3种成因类型的天然气水合物成矿成藏模式，以期能为南海北部深水区天然气水合物资源预测及有利勘查目标评价优选等提供决策依据与指导。

塔中16含砾砂岩段隔夹层对油水分布的影响

尹楠鑫, 李存贵, 李中超, 熊运斌, 罗亚男

2016, 38(6): 25-34. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2015.02.02.03

摘要 ( 282 )

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针对塔中16东河砂岩油藏含砾砂岩段分布复杂的隔夹层严重制约油田的水驱开发效果，致使油田产量低这一问题，综合运用岩芯、录井以及测井资料，以塔中16含砾砂岩段为解剖对象，划分了该层段内隔夹层成因类型，分析了典型单井的不同类型隔夹层的测井响应特征、预测了隔夹层的空间展布、剖析了隔夹层对剩余油分布的影响。研究表明：含砾砂岩段发育泥质、钙质、低渗透泥质砂岩3类隔夹层；钙质隔夹层主要分布在5小层底部、泥质隔夹层则主要分布在3小层底部、低渗透泥质砂岩夹层则零星分布在各小层砂体内部；隔夹层影响了流体的垂向渗流能力，致使含砾砂岩段形成了2套油水压力系统，在同一个压力系统内，夹层易造成高渗储层水洗严重，低渗部位剩余油富集。通过开展隔夹层成因、类型及分布特征研究，可明确油水分布特征及剩余油的富集部位。

低孔低渗储层物性下限确定方法及其适用性

崔玉峰, 王贵文, 孙艳慧, 王迪, 李瑞杰

2016, 38(6): 35-48. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2015.02.04.05

摘要 ( 415 )

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低孔低渗油气储层存在巨大的开发潜力，而物性下限是评价低孔低渗储层的一个重要参数。针对低孔低渗储层的物性下限，国内外专家学者进行过诸多研究，但缺乏方法对比分析及适用性研究。鉴于此，在阅读大量国内外文献的基础上，概述了储层物性下限这一概念的来源及定义；结合实例归纳了低孔低渗储层物性下限的影响因素；总结了3类确定方法：以岩芯资料为基础的方法、岩芯与试油资料相结合的方法、以测井资料为基础的方法，阐述了每种方法的适用性，建议根据研究区地质背景、资料占有情况选择适当方法，并且要多种方法相互结合验证。在此基础上，分析了储层物性下限研究的发展趋势，以期对低孔低渗储层物性下限更进一步的研究提供支持。

渝南-黔北五峰组-龙马溪组页岩气地质特征

康建威, 余谦, 闫剑飞, 孙媛媛, 戚明辉

2016, 38(6): 49-60. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2016.06.07.01

摘要 ( 256 )

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通过大量野外露头、钻井岩芯观察，以下古生界五峰组-龙马溪组富有机质泥岩为研究对象，结合有机地化、显微薄片、X-衍射、孔渗、比表面积、扫描电镜等实验测试分析手段，综合分析了五峰组-龙马溪组页岩气基本地质特征。研究表明，在浅水陆棚-深水陆棚的沉积格局控制下，研究区富有机质页岩具有南薄北厚（10~80 m）的分布特征；富有机质页岩总体平均有机碳含量大于2.0%，为腐泥型I型干酪根，有机质成熟度程度高（R_o为0.82%~3.04%）；富有机质泥岩物性特征为低孔-低渗型，发育多种微观孔隙结构。在此基础上，通过页岩气区块优选和评价，认为安场-道真向斜区具备良好的页岩气富集基础地质条件，具有良好的页岩气勘探前景。

济阳陆相断陷湖盆泥页岩细粒沉积层序初探

王勇

2016, 38(6): 61-69. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2015.06.23.04

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综合运用地球化学元素、沉积环境恢复指标、岩性及伽马能谱测井响应演化规律，对济阳拗陷沙四上-沙三下亚段泥页岩细粒沉积层序研究表明，在细粒沉积层序的形成过程中，受沉积环境和沉积作用的影响，层序界面处往往表现为高碎屑物源供给，高Ti、Fe、Al、Na、K、Co、Cr、Cd、Mn元素丰度，低碳酸盐岩含量、Ca元素、腐泥组含量，以及发育代表水动力条件较强的冲刷面、交错层理等沉积构造和古环境指标出现较大的转折变化特征。准层序组往往代表一个较大湖进和湖退的过程，TOC或Sr大值段往往对应湖进与湖退的转化面。细粒沉积由于颗粒细小，沉积缓慢，且富含有机质，对K、U、Th等放射性元素具有很强的吸附性，有利于K、U、Th等放射性元素富集，最终表现为GR测井对细粒泥页岩的分辨率往往高于其他岩性。济阳拗陷沙四上-沙三下亚段GR测井响应纵向规律明显，在全区范围内有较好的可对比性，可利用GR曲线纵向演化规律进行细粒沉积层序地层全区对比追踪。

鄂尔多斯盆地长7段致密储层微观特征研究

张忠义, 陈世加, 姚泾利, 刘鑫, 赵应权

2016, 38(6): 70-80. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2015.05.01.02

摘要 ( 251 )

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针对鄂尔多斯盆地致密油储层特征复杂，缺乏系统研究的问题，通过大量岩芯观察，分析化验数据统计，同时采用恒速压汞实验、场发射及CT扫描等高分辨率测试手段和方法，对长7致密油储集层形成和特征进行了研究，认为延长组长7段致密油储集体由牵引流和重力流沉积的致密砂岩形成，具有粒度细，储层厚度大，脆性指数高，储层物性差等特征。孔隙类型以粒间孔和长石溶孔为主，可见孔隙含量低，主要发育微米-纳米级孔隙，喉道以片状和管状为主，受黏土矿物和有机质充填，有效孔隙体积小，但微裂缝发育，连通性好，储层含油层物性下限低，可动流体饱和度高。

基于水平井信息的单一河口坝内部增生体识别

张瑞, 廖新武, 刘宗宾, 张雪芳, 司少华

2016, 38(6): 81-89. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2015.12.23.01

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海上油田受地理位置限制，井距一般较大，利用现行的针对密井网区的多井模式拟合方法难以有效表征分布规模较小的单一河口坝内部增生体。为此，利用渤海X油田大量水平井资料，开展了基于水平井资料的单一河口坝内部增生体识别。研究表明，水平井水平段垂向上在单一河口坝内部钻进，其横向钻进直接钻遇河口坝内部增生体，通过统计其钻遇的侧积夹层及叠置界面，得到研究区侧积夹层分布规模统计值，进而指导单一河口坝内部增生体识别。将该方法应用于渤海X油田，统计表明，水平井水平段普遍在240~320 m，井间发育3~6期侧积夹层（叠置面）。该方法不仅对缺少小井距及岩芯资料的海上油田具有实用价值，对相似油田的小级别构型单元识别也具有参考价值。

利用成像测井资料解剖石炭系内幕构造

陈亮, 赵逸清, 覃建华, 屈怀林, 董海海

2016, 38(6): 90-96. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2015.06.01.14

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针对新疆准噶尔盆地西北缘石炭系地震反射杂乱，采用地震手段进行内幕构造解剖难度大的问题，开展了基于成像测井解释的石炭系火山岩内幕构造解剖研究。以盆地西北缘克拉玛依油田三区石炭系油藏为例，采用成像测井资料识别地层产状、单井成像测井构造解释及多井地层产状组合断层解释等，对该区石炭系火山岩地层内幕构造进行解剖，识别出石炭系内部2条逆断层。部署检查井证实解释的合理性，验证了成像测井解剖复杂火山岩内幕构造方法的适用性，为准噶尔盆地西北缘火山岩复杂地层构造解剖及油藏优化部署提供新的方法。

扶余油田泉四段裂缝发育特征及其对开发的影响

汤小燕, 李盼

2016, 38(6): 97-104. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2015.07.16.22

摘要 ( 190 )

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油田注水开发过程中，天然裂缝水窜具有强烈的普遍性和方向性。准确地认清天然裂缝产状，特别是油层富集部位的裂缝分布特征，无疑是高含水裂缝性低渗透油田进行调整挖潜、提高注水采收率的基础和关键。充分利用现有的密闭取芯、开发动态等资料，对研究区天然裂缝的分布特性进行系统分析之后，深入剖析了裂缝对注水开发的影响机理。研究结果表明，扶余油田泉四段多发育规模小、延伸短的高角度裂缝，裂缝发育方向以东西方向为主；注水开发过程中，由于东西向裂缝发育，注入水迅速沿东西方向裂缝灌通而发生窜流，致使泉四段油层水淹，并在东西向油水井之间易形成剩余油；东西方向注入水体积波及系数小，水驱效果差。

塔河底水砂岩油藏氮气泡沫驱技术研究

刘学利, 胡文革, 谭涛, 张林艳, 刘蕊

2016, 38(6): 105-110. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2015.01.19.02

摘要 ( 179 )

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塔河三叠系砂岩油藏为块状底水油藏，与中国其他砂岩油藏相比，其埋藏深、底水能量强，具有油藏温度高、矿化度高和钙镁离子含量高的特点，进入开发中后期以后油井水淹现象严重，低产低效井多，由于高温高盐的特征，一般的化学驱提高采收率方法很难适用。在调研砂岩油藏提高采收率技术的基础上，结合塔河底水砂岩油藏实际特点，开展了氮气泡沫驱室内实验研究，确定了氮气泡沫驱的可行性，并在现场进行了先导试验。实践表明，氮气泡沫驱技术是底水砂岩油藏有效的提高采收率手段。

中国致密油储层改造理念及技术展望

赵立强, 牟媚, 罗志锋, 刘平礼, 邹东篱

2016, 38(6): 111-118. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2015.03.25.21

摘要 ( 220 )

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中国致密油分布广泛，地质资源总量可观，对于中国能源安全和供给至关重要。但与国外致密油区相比，中国致密油陆相多期沉积，互层明显、物性更差、单个油区资源量相对偏小，给储层改造带来了更大的挑战。针对中国致密油储层由于受到改造技术与理念的制约，尚未实现规模化开发这一问题，在充分分析国外成功先进改造技术及理念基础上，结合中国致密油储层特征和改造技术现状，全面剖析了中国致密油储层改造技术难点，探讨了大规模效益开发中国致密油储层改造技术发展方向。分析表明，国外致密油成功开发的关键因素在于利于改造的储层条件、长水平段快速钻井技术及长水平井多簇多段多级压裂技术全面应用。指出中国应持续进行地质力学、裂缝起裂及缝网扩展延伸机理及规律等基础理论研究，突破惯性思维，探索新的致密油储层改造模式，强化攻关试验，并不断地借鉴消化、集成国际先进技术，创建适合于中国致密油储层改造的主体技术系列，力争实现中国致密油高效、经济规模开发的突破。

利用采油速度干扰系数评价油藏层间干扰

谢一婷, 陈朝晖, 柴小颖, 季贇

2016, 38(6): 119-124. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2015.11.11.25

摘要 ( 190 )

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多层油藏合采时，层间地层压力将自动平衡，会导致注水开采阶段合采各层水淹程度及水驱动态特征具有较大的层间差异，降低了注水油藏的整体采收率。因此，需实时评价层间干扰，并制定合理的井网加密及层系细分调整方案，以提高储量动用的均衡程度。针对多层油藏注水开发中后期的层间矛盾，以开发过程中层间压力及水淹程度的变化差异为基础，利用油藏工程及数值模拟方法建立评价储量动用层间均衡程度的影响因素图，以油藏整体均衡动用为目标，分析注采过程中水淹及压力的层间变化差异对整体开发效果的影响规律。采油速度能够同时体现产能大小及储量动用程度，借鉴产量层间干扰系数的定义，建立了采油速度层间干扰系数的计算方法。结果表明，利用采油速度层间干扰系数能够更加合理地评价合采各层的均衡动用程度，并为制定层系细分界限提供定量依据。

各向异性油藏菱形反九点井网合理井排距研究

刘峰, 陈小凡

2016, 38(6): 125-130. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2013.11.18.03

摘要 ( 197 )

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油藏的各向异性对油田开发过程中的井网布置和油井产能具有重要影响，常规规则井网不能很好地适应各向异性油藏，渗透率主方向油井见水时间短，而渗透率侧方向储层水驱效果不佳或油井未见效。为解决该问题，突破传统的常规规则井网形式，根据水驱油的流管法原理和物质平衡方程，构建平面各向异性油藏菱形反九点井网。当边井和角井见水时间相等时，各向异性油藏可以达到均衡驱替的效果。根据各向异性油藏的基本特征，建立了各向异性油藏菱形反九点井网合理注采单元几何参数的定量计算公式，并通过实例对所建立公式进行了验证。在各向异性油藏中，短轴角井井距随着长轴角井井距的增加而增加，随各向异性系数的增加而迅速降低，在各向异性系数为10时，短轴角井井距的减小趋于平缓。新的菱形反九点井网提高了油藏的采出程度和注入水的波及效率，为平面各向异性油藏构建合理的九点井网提供了理论依据。

CO₂驱低液量高气液比井下气锚模拟与优化

刘永辉, 张楠, 潘若生, 张德平, 王武兵

2016, 38(6): 131-137. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2014.12.15.03

摘要 ( 207 )

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注CO₂驱油已在吉林油田开发低渗透油藏中取得了良好效果，其采油井出现典型的小液量、高气液比特征，导致在常规油井中运行良好的有杆泵采油工艺出现了较强的不适应性。为此，在分析常规重力类气锚和螺旋气锚分气原理的基础上，设计了适用于低液量高气液比的新型井下气锚结构，采用抽油机悬点运动规律作为抽油泵工作过程，修正了CFD模型的上边界条件，将地面气液比修正为入泵气液比并考虑气泡的破碎和凝聚，模拟了新型井下气锚工作原理，单因素敏感分析了柱塞的抽汲参数对新型井下气锚分气效率的影响。X井现场试验表明，采用新型井下气锚后，井口套压由9.5 MPa降至0.4 MPa，产液量由措施前的1.5 t/d升至17.4 t/d，在产气量达到792 m³/d情况下，泵效高达84.6%，明显高于同区块其余井平均泵效40.1%。该研究成果对于CO₂驱油的推广应用具有重要现实意义，对类似的高气液比油井有杆泵抽油具有重要的借鉴作用。

AS油田WY区特低渗透油藏水淹层评价方法

惠钢, 王友净, 闫林辉, 李佳鸿, 刘丽

2016, 38(6): 138-146. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2014.08.07.02

摘要 ( 212 )

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AS油田WY区特低渗透油藏的原始地层水矿化度很高，长期注淡水开发导致油层的电阻率呈现不对称U型曲线特征，强水淹油层的电阻率甚至高于原始油层的电阻率。特低渗透油藏水淹规律的影响因素复杂以及受储层本身特征的影响，适合中、高渗储层剩余油评价测井方法不适用于特低渗透水淹层评价。在岩电实验的基础上，明确了特低渗透油藏淡水驱水淹层机理。即当注入淡水的电阻率大于地层水电阻率时，且当其比值足够大时，水淹层电阻率明显高于原始油层，即出现U型曲线现象。根据常规测井曲线及岩芯分析资料，通过地层水矿化度与自然电位幅度、电阻率、声波时差等测井曲线组合进行了水淹层定性识别，探讨了地层混合液电阻率的求取方法，建立了淡水驱水淹层的定量解释模型。解释结果与试油投产符合率达85%以上。

预润湿对管道润湿性的影响

许道振, 张劲军, 王彬, 张国忠

2016, 38(6): 147-151. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2015.06.10.01

摘要 ( 258 )

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针对成品油管道的内腐蚀问题，通过测量有机玻璃和钢材表面的接触角，对无机盐离子、表面粗糙度及润湿历史在油水固三相体系中的作用进行了研究。实验结果显示：碳钢具有憎油性，有机玻璃具有憎水性。在两种材料表面，预润湿的一相均表现出阻碍另一相润湿固体表面的倾向；离子浓度的增加提高了固体表面的憎油性，以上两种现象在碳钢表面表现的更为明显。此外，固体材料既影响最终的润湿接触角，也影响液体在固体表面的润湿进程，碳钢表面润湿稳定所需的时间远远大于有机玻璃表面润湿所需的时间，该现象会对含水输油管道中腐蚀位置的分布产生影响。

一种聚合物驱潜力预测新方法的建立与应用

杨胜建, 刘朝霞, 王强, 高明, 刘皖露

2016, 38(6): 152-157. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2015.09.02.21

摘要 ( 267 )

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分析了聚合物驱开发效果的影响因素和影响程度，确定了影响因素的分类及权重系数，建立了油藏参数分级评分和权重评分相结合的聚合物驱综合评分计算方法。利用该方法计算了中国13个聚合物驱矿场应用实例的综合化评分。文中采用指数回归方法建立了聚合物驱综合评分与聚合物驱提高采收率的关系，即通过计算油田区块的聚合物驱综合评分来预测聚合物驱开发效果和潜力的方法。应用新方法预测了河南油田古城124和下二门H2II区块聚合物驱提高采收率值，与矿场实际开发效果的误差分别为3.8%和12.7%。新方法考虑影响因素客观、应用便捷，可快速评价油田聚合物驱开发潜力及可行性。

油套管钢在氯化钙溶液中腐蚀及缓蚀性能研究

黄秋伟, 简璐, 李国亮, 杜宗和, 王煦

2016, 38(6): 158-163. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2015.02.04.04

摘要 ( 351 )

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为了获得普通碳钢在常规压井液中腐蚀性，并找到一种腐蚀控制途径，利用失重法和电化学方法研究了N80、P110钢在1.35 g/cm³ CaCl₂溶液中不同温度、高温高压，缓蚀剂种类、用量等条件下的腐蚀及缓蚀行为。实验结果表明，随温度的升高N80和P110钢腐蚀加剧，在常压60~80℃，普通碳钢自腐蚀电流密度从10^-6 A/cm²增加到10^-5 A/cm²；4 MPa条件下，温度从90℃升高至150℃时，腐蚀速率增大了1个数量级；80℃下，WLD31A用量仅为30 mg/L时，对N80缓蚀效率可达95.51%，P110钢缓蚀效率可达93.11%；在60~80℃，升高温度有利于提高WLD31A缓蚀效果，N80钢缓蚀效率从88.08%增加到96.51%，P110钢缓蚀效率从61.38%增加到93.11%。

水平井段脉冲携岩数值模拟研究

祝效华, 谌柯宇, 毛宇, 刘骉

2016, 38(6): 164-171. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2015.01.14.01

摘要 ( 230 )

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水平井钻井技术已成为现代油气勘探开发的重要手段，水平井段岩屑运移不畅造成钻井过程中的高摩阻和扭矩、卡钻和憋泵等情况，影响钻具的使用寿命和钻进安全，特别是使用现有的常规携岩方法无法解决，为此，提出脉冲携岩方法。在现有水力脉冲的基础上，根据分流继能机理，建立小井眼水平井岩屑运移的流场模型，采用RNG k-ε模型、幂律模式及二次开发子程序进行数值计算，确定脉冲携岩合理的脉冲周期、占空比等参数，并研究水力脉冲条件下钻井液排量、偏心度、岩屑粒径等参数对偏心环空岩屑运移的影响，得到环空岩屑运移速度和浓度的分布规律。研究表明，在同等条件下，脉冲携岩效率更高，破坏岩屑床效果更好，降低岩屑床浓度约40%。

高压气井多封隔器完井管柱力学研究

张智, 王波, 李中, 李炎军, 张超

2016, 38(6): 172-178. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2015.10.27.21

摘要 ( 202 )

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带多封隔器的完井管柱是Norsok D010规范推荐的高温高压气井完井管柱中的重要类型，但是多封隔器完井管柱结构在井下工况中的受力和变形较单一结构管柱更为复杂，并且多封隔器之间局部的圈闭压力可能导致管柱损坏。为此，针对多封隔器管柱结构特点，建立了考虑端面效应、热胀冷缩效应、形变效应、螺旋和正弦屈曲效应影响的管柱变形和受力计算模型，并结合现场实际工况开展了实例计算。计算结果表明，封隔器在井筒中的位置以及井筒温度压力对整个管柱的受力和变形影响较大，在多封隔器复合管柱设计和安全评价时需要考虑多封隔器对管柱力学行为的影响。

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