深斜井反洗井管柱力学分析

针对注水开采工艺带来的管柱断裂、脱落、封隔器失效以及地层吸水能力下降等问题,对深斜井分层注水洗井工况进行了管柱力学研究,分析推导了管柱受力和变形计算公式。研究结果表明,管柱轴向力最大值在井口位置,并且随井深增加呈线性减小,封隔器位置轴向力存在突变。管柱轴向变形最大值在井底取得,并且随着井深增加而逐渐增大。由于井斜角的原因管柱轴向变形随井深的变化率在直井段最大,且为常数,其次是造斜段,稳斜段变化率最小。所得结果可为现场施工提供参考。     

封隔器间距对压裂管柱下入摩阻力的影响

压裂管柱下入到井斜角较大井段时,管柱所受摩阻力会产生极大值,摩阻力远大于管柱自重,管柱无法下入到设计的井段。为保证多封隔器压裂管柱顺利下入到目的层位,应分析压裂管柱下入过程遇阻的影响因素。应用管柱力学理论分析带封隔器管柱下入时的摩阻力,建立了考虑多封隔器间距对压裂管柱刚度影响的摩阻力计算模型,对压裂管柱所带封隔器数目及封隔器间距离进行优化,降低压裂管柱所受摩阻力,确保带封隔器管柱顺利下入到目的层位。     

基于水平井的修井作业组合管柱载荷模型研究

针对水平井水平段长度不断增加的情况,为了提高修井作业管柱的下入能力,现场采用管柱组合两种线重油管的方式下入进行修井作业,而组合管柱的下入能力主要取决于摩阻和钩载。以组合管柱为分析对象,充分考虑井眼轨迹、环空流体摩阻力、流体粘滞力、管柱在各井段受力特点以及井眼尺寸等因素的影响,分析组合管柱与井筒内壁之间的摩阻和钩载与管柱下入能力之间的关系,将水平井划分为4段,建立了组合管柱在水平井各段下入过程中与流体相互作用情况下载荷计算模型。运用插值法和迭代法开发了相应软件,实现了水平井修井作业组合管柱的载荷模型求解。对比软件计算结果与实测数据,钩载和摩阻的平均误差分别为7. 25%和9. 50%。计算结果表明,建立的载荷模型精度较高,完全能够满足工程需要,可为现场组合管柱修井作业提供技术参考。     

大斜度井注水井筒压力场计算模型分析研究

我国陆上油田为提高采收率而陆续进入注水开发时期,采用大斜度井分层注水的作业方式数量逐年增加。为研究大斜度井注水管柱井筒压力分布规律,建立了井筒压力场计算模型,并通过分析注水过程中流体在注水管柱内外空间的流动过程,得到摩阻系数作为不定常数时,流体摩阻引起注水管柱内流体压降变化,最后通过两口大斜度注水井的管柱数据,对已建立的井筒压力场模型进行计算验证,得到井筒压力随井深的变化曲线,发现曲线线性度较好,井斜角变化越大而井筒压力增加越快的规律,所得压力数据可用于求解注水管柱变形量等其他力学参量。     

地下储气库井管柱沿程流体状态数值模拟

确定注采过程中天然气在油管柱内的运动状态是分析储气库井管柱受力、确定冲蚀位置的关键。根据井身结构和运行参数建立天然气流经储气库定向井油管柱过程的物理模型,通过数值试验研究造斜段管柱内沿程速度、涡量和近壁压力分布;分析注采压差、井斜角及油管内径对管柱近壁压力的影响规律。结果表明:油管柱内流体状态受注采压差和井身结构影响,天然气流速和近壁压力在流入流出造斜段时发生波动;管柱沿程速度和动压随井深增大而减小,冲蚀点位置出现在造斜段流入端和流出端管柱中心线与最大狗腿角位置径向线的连线上;随着注采压差增大,流入端和流出端弯曲外侧和内侧平均压程比均明显增大;随着井斜角增大,流入端弯曲外侧和内侧的平均压程比增大,流出端弯曲外侧和内侧的平均压程比减小;随着油管内径增大,流入端弯曲外侧和内侧的平均压程比减小,流出端弯曲外侧和内侧的平均压程比增大。     

大位移井轨道设计中关键参数的确定

造斜点深度和稳斜角大小是大位移井轨道设计中两个关键参数。从大位移井圆弧轨道设计出发，对钻柱的摩阻、摩扭随造斜点深度和稳斜角大小的变化规律进行了分析。研究发现，在大位移井中，稳斜井段摩阻在总摩阻中占主要部分，但当弯曲井段钻柱受压时，将导致总滑动摩阻增加。从降低滑动摩阻角度出发．以防止弯曲段钻柱受压为依据．提出了稳斜角的确定方法。     

彩南油田抽油杆偏磨机理和防治研究

一般认为影响抽油杆偏磨主要有三大因素:一是井斜;二是柱塞下行阻力;三是底部油管屈曲.通过应用摩擦强度的概念对这三大因素的分析发现,井眼轨迹的弯曲、底部油管屈曲是抽油杆偏磨的主要因素,井斜、柱塞的下行阻力所引起的偏磨并不严重.对彩南油田抽油杆偏磨情况分析后,得到如下主要结论:在弯曲井段,全角变化率越大,杆管摩擦强度越严重.在斜直井段,当井斜角大于4度时,需要考虑安放抽油杆扶正器;在大间隙柱塞副、低粘度井液、小泵径的油井工况下,柱塞的下行阻力并非是抽油杆偏磨的主要原因;上冲程在柱塞拉动下,底部油管发生屈曲,由此形成的杆管之间的摩擦强度较为严重.     

超深井连续管作业过程受力分析及实例计算

合理选用管柱-井眼作业受力模型及综合考虑摩阻因素是实现连续管作业受力准确计算的前提与基础。根据超深井连续管作业特点,考虑温度、井内介质流动阻力等因素影响,建立了连续管作业综合受力模型,用开发的软件实现了连续管作业过程中的受力、变形情况及井口注入头所需注入力的实时变化模拟。模拟结果表明,连续管上提作业安全余量较下放作业安全余量小,下放作业连续管弯曲情况更为严重,螺旋屈曲井段更长,造成附加接触摩阻占总摩阻的比例较大;对于井内压力较大的情况,建议下放作业时适当增大连续管填充压力,上提作业时适当减小连续管填充压力。     

斜井分层注水工艺技术研究

结合江汉油田注水井的现状,通过对水力压缩式封隔器胶筒、无锚定的斜井分层注水管柱以及采用锚定加扶正的斜井分层注水管柱进行理论受力分析及管柱变形量计算,找出了斜井分层注水管柱中封隔器失效快的原因主要是封隔器胶筒不居中及管柱伸缩蠕动比较厉害,研究了一套适合于斜井分注的工艺技术,通过采用扶正技术、伸缩补偿技术及锚定技术解决了斜井中封隔器胶筒不居中及管柱的伸缩蠕动弯曲问题,从而极大地延长了斜井分注井的使用寿命。     

水平井管柱摩阻扭矩的计算模型

根据水平井的轨道设计、管柱与井壁接触和受力特点,利用分段计算方法,建立水平井管柱摩阻扭矩计算模型。根据水平井的轨道,采用三维纵横弯曲梁模型,计算处于增斜段管柱的摩阻扭矩;采用修正软模型,求 解处于直井段、稳斜段、水平段管柱的摩阻扭矩;并考虑管柱屈曲的影响,建立适合水平井的摩阻扭矩三维分段计算模型。利用该模型,对现场实际问题进行计算,结果表明,该模型计算精度较高,可为现场实践应用提供技术参考。