自进式旋转射流钻头破岩效果

利用有限的排量实现高效的破岩效率并尽可能增大径向水平井眼的延伸能力是实施新型径向水平井技术的关键,射流钻头的性能是该关键技术要解决的首要问题。在多孔射流钻头的基础上,设计研制了自进式旋转射流钻头,分析了其工作原理,并通过试验对自进式单孔旋转射流钻头、自进式单孔直旋混合射流钻头、自进式多孔旋转射流钻头以及自进式多孔直旋混合射流钻头随时间、射流压力和喷距的破岩钻孔规律进行了研究。研究结果表明:当喷距范围为9~12 mm、射流压力为20~35 MPa时,在相同的射流压力和喷距条件下,自进式多孔直旋混合射流钻头的破岩效果优于自进式多孔旋转射流钻头,其中1+4孔的多孔直旋混合射流钻头的破岩效果最好。设计得到的新型射流钻头可以提高径向水平井的钻进速度。     

裂缝转向对低渗地层水平井压裂的影响

水力裂缝转向作为压裂过程中的一种重要现象,可造成近井筒裂缝的弯曲,对于裂缝中支撑剂的传输和流体的流动规律具有很大影响,可最终影响水力压裂的成败和人工裂缝的导流能力。统计了长庆油田水平井压裂施工的部分资料,分析了长庆油田水平井压裂的特点。结合二维裂缝的平面应变模型,建立了裂缝转向的曲率半径与地层物性参数和压裂施工参数的关系,并针对性地分析了不同参数对于裂缝曲率半径的影响。结果表明,水平应力差对裂缝的转向距离有决定性的影响,压裂施工排量对水力裂缝高度的增长贡献显著,控制排量、延长注液时间能有效增加裂缝长度。结论对于压裂参数优化设计和水力压裂施工具有参考意义。     

预聚-固化高强度酚醛树脂封堵剂的合成与影响因素研究

为保证酚醛树脂封堵剂材料的注入性和封堵效果,采用预聚-固化两步法合成酚醛树脂封堵剂,第一步合成酚醛树脂预聚体,第二步酚醛树脂预聚体的固化.首先确定了合成水溶性酚醛树脂预聚体的反应条件:苯酚与甲醛最优摩尔配比为1:3,以NaOH作催化剂,控制氢氧化钠的量为苯酚加量的10％,确定水溶性树脂预聚体最后阶段最佳的反应温度为90℃.然后,研究了酚醛树脂预聚体封堵剂材料的固化规律.确定了选用氯化铵为固化剂,树脂预聚体质量分数为50％,固化温度为70℃.测试结果表明,合成的酚醛树脂封堵剂材料具有较好的稳定性,在填砂模拟实验中,当树脂预聚体质量分数为50％时,合成的封堵材料在固化后具有较高的强度,可达到32 MPa·m-1.     

水平井油管钻磨复合桥塞技术及应用

针对连续油管钻磨复合桥塞存在成本高、易卡钻等问题,结合长庆致密油藏地层压力低的特点,提出了水平井中采用油管输送工具钻磨复合桥塞。改进了一种平底磨鞋;兼顾转速和扭矩优选了性能稳定、使用寿命长的螺杆;按实现功能和尽量简化的原则组配形成了国产化的钻磨工具组合;依据环空止动返速模型设计了最小施工排量;以偏心环空压耗计算为重点得到最大施工泵压;针对水平井难以精确计算钻压的问题,提出了按螺杆最大许用钻压控制悬重同时限制泵压压降的钻压施加方法。该技术在长庆油田进行了8 口井的现场试验,一趟钻最多钻除复合桥塞13 个,单个桥塞平均钻磨时间小于120 min,单个桥塞最快钻磨时间40 min,性价比不低于连续油管作业。     

钻磨复合桥塞磨鞋的应用现状

为解决钻磨复合桥塞磨鞋选用缺乏依据和设计加工针对性不强的问题,基于文献调研和现场实践经验,提出钻磨复合桥塞应采用平面、5~6刃、大端外径为套管内径95%~98%的硬质合金磨鞋,切削刃类型应组合使用随机形状的硬质合金颗粒和模压成特定形状的硬质合金柱。大量钻塞实践表明,磨鞋磨损特征普遍以磨鞋底面与周面交接线为中心的整体性缺失为主,底面由边缘至中心磨损量逐渐减小,底面中心的合金新度相对最高;国外采用的方槽式或锥进式返水槽易夹持上返的磨屑,返水槽应更具开放性。分析指出国外在合金质量和焊接工艺上有一定优势,而在结构设计方面国内外差别不大;设计和加工钻磨复合桥塞磨鞋时应综合考虑被钻物材质、钻进速率、成屑尺寸、磨损特征等因素。形成的认识对钻磨复合桥塞磨鞋的选用和设计加工有借鉴意义。