分枝导流井分支口密封胶体系室内研究

在分枝导流井的主、分支井眼处使用的有机密封胶是为解决井下作业时,因钻具轴向动载荷及扭转载荷作用迫使主井眼与分支井眼的连接结构垮塌,导致其结构完整性未实现的问题而采用的一种新型高韧性固井材料。主要从使用有效的固化剂以调节有机密封胶的固化时间（3～6h）,选用良好的稀释剂（具有增塑作用）以改善流变性,加入增韧剂以提高韧性等方面进行研究以满足安全封固井段作业的要求,特别对相关韧性方面的力学性能从不同方面（抗冲击强度、弯曲断裂韧性）进行了详细的室内评价。最终的配方使有机密封胶具有高韧性和足够的强度,实现了主、分支井眼的整体式窗口密封,为分枝导流井技术提供固井技术支持。     

疏松砂岩出砂临界流量试验研究

疏松砂岩地层出砂的危害极大,出砂临界流量的准确确定尤为重要。利用自行研制的出砂模拟试验装置,对青海油田N21储层进行了不同流体和覆压下的小岩心出砂模拟试验。结果表明：由不同压差的流量和渗透率变化、开始出砂的时间和出砂量的多少确定了不同小层的出砂临界流量;不同流体（非极性油和地层水）的出砂临界流量有很大差别,水驱临界流量明显大于油驱临界流量,储层的应力状态对出砂临界流速有很大的影响,试验结果指导了现场生产。     

中国海上疏松砂岩适度出砂井防砂方式优选

依据国内外防砂方式选择方法及室内大型出砂模拟试验研究成果,提出疏松砂岩适度出砂井防砂方式选择的理论参数地层砂粒度中值 d₅₀、均质系数 U_C、泥质含量 V_sh 以及蒙脱石含量。通过对中国4个海域储层特性进行的统计、不同防砂方式下出砂模拟试验及现场防砂效果,得到了中国海上疏松砂岩适度出砂井的防砂方式选择标准,并建立了相应的防砂方式优选图版,挡砂精度设计参照地层砂粒度中值 d50。该图版在海上多个新开发油藏的防砂方案设计应用中取得了较好的效果。     

适度出砂开采标准金属网布优质筛管防砂参数设计实验研究

利用自行研制的全尺寸大型出砂模拟实验装置,测定了不同防砂参数下利用标准金属网布优质筛管(以下简称筛管)防砂后的流量、压降及出砂量,分析了筛管防砂参数与油井产能、出砂量的关系,并建立了适度出砂条件下筛管防砂参数设计图版.研究结果表明:当依据海上油田传统防砂设计要求出砂量控制在0.3‰以内时,要求筛管防砂参数不大于0.88d<,50>(粒度中值);适度出砂开采时允许出砂量控制在0.5‰以内,此时筛管防砂参数可放大到不大于1.27d<,50>;相对于传统防砂设计,本文防砂参数设计可提高油井产能30%以上.该研究成果目前已成功应用于NB35-2油田.     

海上高温高压气井生产管柱优化设计

针对东方气田高温高压的地质环境给生产管柱下放、承压、受力变形、耐腐蚀等方面带来的一系列的技术问题,探讨了高温高压气井生产管柱的优化设计。对油管及井下工具的选型提出了具体的要求和优选办法;对不同工况下生产管柱进行了受力分析,根据管柱受力分析的结果及高温高压的特点,以东方气田D2井为例,确定了针对海上高温高压气井生产管柱采用射孔和生产联作两趟下入式结构。通过研究,能够有效地分析高温高压井的井筒温度和压力分布,以及温度和压力对油管的影响,包括温度和压力作用下油管的应力与油管的变形等,并能根据设计安全系数评价分析对象的安全性,这些计算结果可对现场作业起到一定的警示作用。     

油井出砂监测

根据砂粒在流体中的运动规律及砂粒与管壁碰撞后产生的信号特征,建立了室内试验系统,研制了油井出砂监系统,在室内试验和标定的基础上,开展了相关的现场试验。试验结果表明,所研制的试验系统和出砂在线监测系统可以监测直径为100μm以上的砂粒,通过设置稠油稀释装置,该系统还可用于稠油油井的出砂监测,有关的监测结果可作为灾害预测、防砂控砂和优化生产的依据。     

冲砂泡沫流体室内携砂规律研究

为了解冲砂泡沫流体的携砂规律,在自制的试验装置上研究了冲砂时间与砂面高度的关系以及井筒倾角和砂粒直径对携砂率和停留时间的影响。试验结果表明,砂面高度首先快速下降,然后缓慢下降直至趋于平缓;直径小于0.5 mm的砂粒在泡沫中携砂率大于90%,此时井筒倾角对携砂率和停留时间基本没有影响;直径1.0～1.5 mm的砂粒,携砂率随倾角的增大先减小后增大,停留时间随倾角的增大而缩短,倾角在45°～60°时携砂率最小。对于相同的倾角,砂粒直径越大,携砂率越低且停留时间越长。垂直井筒中砂粒以均匀悬浮方式随泡沫流体一起运移;倾斜井筒中砂粒以跳跃方式运移,且明显滑向较低一侧。     

套管抗挤强度可靠性分析方法研究

提出了一种新的套管抗挤强度可靠性分析方法——置信度与可靠性设计相结合的高精度小子样方法。与常规方法相比,本文方法计算结果精度高,并节省试样。     

粘土防膨剂性能评价的新方法研究

粘土矿物的水化膨胀是导致钻井井壁失稳和储层损害的根本原因,粘土矿物防膨评价方法对于正确使用粘土防膨剂具有重要意义;分析并综述了粘土防膨剂试验结果评价方法及其特点;提出用激光粒度仪法研究粘土防膨的新方法,其基本特点是粘土矿物在不同介质中作用后其粒径分布存在明显差别,粘土颗粒越小,防膨能力越强;研究表明：粘土矿物经粘土防膨剂作用后其粒径明显小于蒸馏水;有机阳离子防膨剂防膨效果要优于无机盐类防膨剂;试验结果证明：激光粒度仪法来评价粘土防膨剂效果的方法是可行的,且其速度快、直观,与离心膨胀法评价方法所得结果比较一致。     

一种柔性水泥浆体系的室内评价

多分枝井固井作业中需要提高主井眼和分枝井眼连接处水泥石的柔韧性,保证固井作业质量。室内选择胶乳与纤维作为增加水泥石的柔韧性能的材料。通过评价不同胶乳加量下水泥石的柔韧性能,确定了柔性水泥浆体系中胶乳的最优加量;通过评价加入了不同长度纤维的水泥石的柔韧性能,确定了柔性水泥浆体系中纤维的最佳长度,同时研究了纤维加量变化对水泥石力学性能的影响。将所建立的柔性水泥浆体系和常规聚合物水泥浆体系进行对比试验,结果显示柔性水泥石的抗冲击强度以及胶结性能有着大幅度提高,弹性模量大幅度降低。这不仅说明了该柔性水泥浆体系具有良好的柔韧性,同时也确立了柔性水泥浆的优越性与良好的应用前景。