玉裂管柱力学分析及其应用

根据压裂管柱的压裂施工过程、管柱结构和井下工具特性,建立了压裂管柱的综合力学模型,研究了在施工过程中能够影响管柱位移的4种基本效应。运用相应公式及算法编制了压裂管柱力学分析软件,并结合大庆油田压裂管柱实例进行了力学分析计算。经现场测试,通过软件计算结果与现场实测数据进行比较,误差在合理范围内,满足工程需要。软件所得出的计算结果对于现场压裂作业具有一定的指导意义。     

压裂管柱力学分析及其应用

根据压裂管柱的压裂施工过程、管柱结构和井下工具特性,建立了压裂管柱的综合力学模型,研究了在施工过程中能够影响管柱位移的4种基本效应。运用相应公式及算法编制了压裂管柱力学分析软件,并结合大庆油田压裂管柱实例进行了力学分析计算。经现场测试,通过软件计算结果与现场实测数据进行比较,误差在合理范围内,满足工程需要。软件所得出的计算结果对于现场压裂作业具有一定的指导意义。     

深井分层压裂管柱受力计算及结果分析

根据深井高温、高压条件下分层压裂作业的施工工艺,考虑压裂管柱组配的封隔器、水力锚、滑套喷砂器等工具,建立了深井分层压裂管柱的力学分析模型。采用间隙元模拟压裂管柱与套管间的多向随机接触摩擦问题,给出了轴向摩阻与轴向位移协调的判别收敛条件;计算出了不同工作状态下封隔器的封隔力、水力锚的锚定力、滑套喷砂器与固定封隔器的轴向接触力、井口载荷、管柱上提距离及整体管柱在任一截面处的内力、应力、位移等。在油田得到成功应用,为分层压裂管柱的设计及施工提供可靠的理论依据。     

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国内对水平井进行分流压裂施工尚属首次，压裂管柱设计及力学分析是压裂施工的关键技术问题之一。水平井压裂管柱在井眼曲率作用下随井身产生初始弯曲，弯曲后的压裂管柱在温度、自重、内外压力和局部集中力的综合作用下再次产生变形，变形后的压裂管柱必将与套管内壁产生接触，这种接触状态随井深和井眼圆周方向随机分布，是一种随机的多向接触摩擦非线性问题。文中将运用“多向接触摩擦间隙元法”对这一问题求解，并结合大庆油田水平井分流压裂管柱工程实例，进行了受力变形计算，给出了不同工作状况下压裂管柱与套管内壁的接触摩擦状态、管柱下端变形、井口载荷以及管柱任一截面处的内力和应力，为压裂管柱的设计和施工提供了可靠的理论依据。经现场试验表明，井口载荷的理论计算值与实测值的相对误差均在１３％以内，完全满足于工程的需要，并在水平井中成功地实施了大型分流压裂作业。     

大斜度超深井压裂管柱探讨

随着油田开发的深入，出现了大斜度超深井压裂。现有的压裂管柱应用于大斜度超深井都存在明显的不足，影响了压裂施工成功率。文章分析了现有3种压裂管柱的优缺点，提出了一种易于坐封、验封和解封的适合于大斜度超深井压裂的工艺管柱方案。     

压裂管柱封隔器坐封方式对比分析

根据封隔器坐封方式的不同,介绍了机械坐封、液压坐封压裂管柱的工作原理及特点;对不同坐封方式下的压裂管柱进行力学分析,建立了坐封前、坐封过程及压裂过程的力学模型。以实例研究在既定施工规模下优选压裂管柱封隔器的坐封方式,给出了平衡压力的确定方法。此研究为压裂管柱优化设计和封隔器坐封方式的合理选择提供了理论依据和分析手段,提高了压裂效果和成功率。     

延长气田深井压裂工艺技术改进及应用

针对延长气藏埋藏深,深井压裂施工压力大,压裂成功率低的特点,结合多口井的压裂实践,从井口装置、压裂管柱、封隔器、压裂液、支撑剂等方面采取措施,提高了深井压裂施工的成功率,为延长石油在天然气方面的突破提供了有力的技术支撑。     

深井水力喷射压裂可行性分析及设计计算

常规深井压裂面临井底破裂压力大、地面施工泵压高、井下封隔器高温失效等问题,需要探索新的增产改造技术。介绍了水力喷射压裂技术及水力喷砂射孔机理、水力喷射压裂机理、水力喷射压裂工具组合。同时分析了其技术特点,分析认为,该技术具有射孔孔眼直径大、射孔深度长、可降低井底破裂压力、无需机械封隔等优点。在进行深井水力喷射压裂可行性分析的基础上,计算了某深井水力喷射压裂工艺技术参数,校核了深井压裂管柱强度,计算了油管排量、环空排量、油管压力和环空压力等水力喷射压裂水力参数及井口压力。分析和计算结果表明,深井水力喷射压裂切实可行。      

压力波动对水力锚安全性能的影响

开发低渗难采油气藏的最好办法就是多层压裂技术,多层压裂具有针对性强、作业时间短、压裂效果好等特点,但在压裂过程中经常会出现压力波动,致使管柱上下蠕动从而导致关键工具水力锚和封隔器失效,严重影响施工安全,因此压力波动对水力锚安全性能影响的研究至关重要。针对水力锚锚定、封隔器全部失效这一危险情况,考虑了接触非线性以及压裂管柱的瞬态动力学特性,运用ANSYS软件,建立了上部压裂管柱和下部工具串的力学模型,对不同压力波动幅值下的压裂管柱进行瞬态动力学分析,分析结果表明水力锚最大轴向摩擦力值随波动幅值的增加而增大,同时计算出使水力锚滑脱失效的临界压力波动幅值。该研究结果不仅可以为水力锚的优化设计提供有效的理论依据,也为压裂施工提供合理参数。     

压裂管柱砂卡及组合解卡工艺技术

分析压裂管柱砂卡的原因及压裂砂的特点，利用重力学原理、流体力学原理和渗流力学原理找出解卡方案，同时在工艺上灵活运用常规冲管解卡、憋压循环解卡、化学法破胶和抽汲的方法，提出解卡新思路和新方法，避免进行大修作业施工，经过多口井的现场应用，较好地解决了生产难题，缩短修井时间，降低生产成本。