水射流清洗技术在石油行业中的应用

简要介绍了水射流清洗机理,对水射流清洗钻杆、油管、油井解堵技术进行了详细的分析,介绍了几种技术的技术特点,操作工具和应用情况。水射流清洗技术具有清洁、节能、方便快捷、成本低等优点,在清洗行业中将发挥重要作用。     

高温防气窜胶乳水泥浆的室内研究

为满足高温井固井对防气窜水泥的特殊要求，研制出了一种高温防气窜胶乳水泥浆体系。胶乳由苯乙烯（St）、丁二烯（Bd）、聚乙烯醇等制备而成，具有稳定性好的特点。介绍了胶乳的制备条件，室内评价并分析了胶乳的高温降失水性能、耐温性能以及胶乳水泥石的性能。利用美国CHANDLER公司7150型气窜模拟分析仪研究了胶乳水泥浆的防气窜性能。通过用X’Pert ProX射线衍射仪分析水泥石受不同腐蚀介质腐蚀后的组分变化，研究了胶乳水泥浆的耐腐蚀性能。     

基于横波速度差异的裂缝分布识别方法——以准噶尔盆地火山岩地层为应用实例

在火成岩等裂缝和微裂缝发育地层的钻井过程中,井壁掉块甚至井壁坍塌引起的卡钻事故时有发生,严重影响了钻井安全和施工进度,要解决上述问题,需要在钻前了解地层的裂缝分布情况,进而设计合理的井身结构并采用有针对性的钻井工艺。为此,在详细分析声波速度与岩石力学特征参数关系的基础上,给出了以声波测井数据为依据的裂缝概率分布的定量计算方法,并且通过分析井径对声波时差影响的机理,提出了井径对声波时差影响的校正方法,进而建立了基于声波测井数据的裂缝识别模型。将该模型应用于准噶尔盆地2口深探井,应用效果表明:1裂缝识别结果与井径分布情况吻合较好,从而反映出该方法能够较准确地对裂缝进行识别;2井径变化对于声波时差会产生较大的影响,在数据处理过程中必须进行校正;3该方法利用常规的声波测井数据进行裂缝识别,也为一些仅有常规测井资料的老井进行裂缝识别提供了一条新的途径。     

高压水射流技术在清洗钻杆中的应用

在尾管固井、处理井下事故,如堵漏、打底塞、填井等工艺过程中,水泥浆在钻杆中凝固而导致钻杆堵塞时有发生。传统的处理方法是将这些堵塞的钻杆报废,结果造成很大的浪费。在系统研究高压水射流流动规律和动力特性基础上,针对不同喷嘴角度和喷射压力进行研究,找出最合适的角度和压力,根据不同使用条件和适用对象,对水射流参数进行了调整,对钻头切削齿和喷嘴布置进行合理的设计。研究了一项高压水射流处理水泥堵塞钻杆新技术,设计制造了清洗堵塞钻杆的专用设备和工具,现场实验取得了显著效果。     

注气法双梯度钻井隔水管环空温度场模拟

针对注气法双梯度钻井工艺特点,根据不同流型结构特点和传热特性,考虑隔水管环空流体与海水、隔水管环空流体与钻杆内流体的传热关系,建立注气法双梯度钻井隔水管环空多相流控制方程,并给出求解方法。模拟计算结果表明：随着水深增加,环空内流体温度降低,深水低温的影响越明显;随着液体流量增加,环空内温度升高,增幅降低。由于不同流型传热规律的差异,气体流量增加仅在部分井段对温度有较大影响,入口温度升高环空内温度会相应升高,保温层对温度分布影响明显,加装保温层会使环空最低温度高10℃以上。在实际钻井过程中为防止水合物的生成和钻井液胶凝,尽可能提高液相流量,同时隔水管加装保温层,地面循环系统加装加热装置提高钻井液温度。     

管内段塞流传热模型及实验研究

根据段塞流特点,建立段塞流传热模型,模型计算得到的平均传热系数理论值与实验得到的传热系数实验值符合得很好,误差在10％以内,与其它模型对比,段塞流传热模型更接近实际情况.分析了液体、气体流量对传热系数的影响,传热规律实验结果表明:段塞流下气液流量(流速)与对流换热系数呈线性关系,液体流量是影响传热的主要因素.     

微小井眼水泥浆体系室内性能评价

针对微小井眼固井环形间隙小，形成的水泥环薄等缺点，研制出了微小井眼水泥浆体系。并按照API标准对该水泥浆的密度、失水量及游离液、稠化时间、水泥石强度、耐盐耐温、耐腐蚀等性能进行了大量的实验评价。结果表明:微小井眼水泥浆体系不仅具有抗压抗折强度较高（抗压强度12.7 MPa，抗折强度6.0 MPa）、脆度系数低（仅2.1）的力学性能，且具有游离液为零、失水量小（ 80 mL）、初始稠度低（ 6 Bc）、直角稠化以及稠化时间可调等特点。同时为检验该体系的适应性，进行了耐温、耐盐、抗腐蚀性能评价。结果，该体系室内评价温度高达170 ℃，配浆盐水浓度高达12%。而且微小井眼水泥石具有较强耐酸、耐地层水腐蚀性能。微小井眼水泥浆体系完全可以应用于小尺寸，窄环空的井眼固井，同时由于其优良的适用性，有更广泛的应用前景。     

垂直钻井技术在直井侧钻中的应用

HSH2井在山前构造带直井段钻进时由于井下掉块发生了卡钻事故,通过多次打捞未解除,形成了井下落鱼,必须侧钻。在分析不同侧钻方案适应性的基础上,综合考虑侧钻难度和侧钻后的井眼轨迹,最终选择并优化了利用垂直钻井系统的纠斜能力进行侧钻的方案。通过控制施工过程中钻压等钻井参数,成功完成了直井段落鱼卡钻井的侧钻,后续井段通过垂直钻井系统的降斜,一开完钻井斜控制在0.1°以内。现场应用表明,该技术为解决火成岩直井侧钻提供了一种新方案,对今后的钻井事故处理有重要的借鉴意义。     

反循环压井井筒温度场计算与分析

反循环压井过程中,井筒温度场受环境及压井液物理性质等外部参数影响十分明显。从反循环压井工艺特点出发,以传热学基本理论为基础,通过理论推导,得到反循环压井过程井筒温度场计算模型。对影响反循环压井过程中井筒温度的因素进行分析,结果表明,在压井过程中,泥浆排量、泥浆比热、地温梯度、井深以及压井循环时间和泥浆入口温度对循环过程中井下温度分布的影响较大;调整泥浆排量和泥浆入口温度可以作为调节井筒温度的有效途径。     

深水井简气液两相流传热规律实验研究

根据深水油气开发中面临的低温及复杂第3类边界条件特点,设计并建立了模拟深水油气传热实验系统,进行了大量室内实验,得到深水低温第3类边界条件下的时流换热关系式及气液流量对气液两相流各流型传热的影响,结果表明:层流下所得关系式与常温简单边界条件下的对流换热关系式相差较大,紊流时基本一致;在泡状流、段塞流和环状流下液相流量是影响传热的主要因素,而搅拌流下气液两相流量对传热影响都很小.研究结果为海洋深水油气开采工艺参数设计提供依据.