水力喷射工具地面模拟试验

为评价自主研发的水力喷射工具的穿透能力、承压等性能,结合水力喷射压裂工艺基本原理,采用壁厚9.17 mm钢级为P110套管为靶件,以1050型压裂机组为试验设备,并采用φ6.3 mm硬质合金喷嘴进行地面模拟试验。试验发现,在213.86 m/s喷射速度下,套管2 min内被射穿,且在套管壁上形成椭圆形孔眼。计算试验数据表明：设计喷嘴的流量系数较高,达到0.91;试验中最高压差达43.1 MPa,工具相关动作正常,密封良好。地面模拟试验证明了水力喷射工具的结构设计合理,相关性能达到了设计要求,为下一步开展现场试验提供了依据,对射流增压等理论研究也起到了一定的作用。     

气井安全抽汲工艺技术研究

针对低压气井抽汲排液过程中没有安全防喷装置,易引发安全、环境污染等问题,研究了气井安全抽汲工艺技术,研发配套了抽子阻尼器、液控防喷盒、安全拔脱装置和钢丝绳防喷器。试验与现场应用表明,该工艺技术作业过程中防喷盒处的最大压力达到2.3 MPa,系统工作正常,实现了低压井况下的密闭安全抽汲,避免了抽汲作业引发的环境污染。     

射孔套管裂纹扩展分析

采用封堵球封堵已压裂地层的射孔,选择性压裂刚射孔的地层是有效的多层压裂方法,被封堵的射孔套管段将受到内压的反复作用,有可能发生低周裂纹扩展。通过有限元方法计算射孔和单孔孔边应力分布,证明单孔可以代表射孔孔边的应力分布。经过计算,将孔边的屈服范围拟合成射孔孔径和内压的函数。应用低周裂纹扩展公式,对屈服范围内的裂纹扩展进行初步分析,分析结果表明,多层多次压裂有可能导致射孔孔边裂纹扩展,最后造成套管断裂。     

一种准确确定封隔器坐封位置的方法

应用弹性力学理论,对封隔器坐封前影响油管柱轴向变形的主要因素如油管自重、温度效应、浮力和横向效应等做了详细分析,得出油管总轴向变形量的计算公式。实例计算表明,封隔器坐封前油管柱的总轴向变形量与油管柱长度的平方成正比,其比例系数与油管的线密度、内外径、弹性模量、泊松比、热膨胀系数、压井液密度和地温梯度有关。计算出油管柱任意长度下的总轴向变形量,即可准确确定封隔器的坐封位置。     

水力喷砂射孔参数优化室内实验研究

为了更有效地将水力喷砂射孔压裂技术应用于油藏开采中,对水力喷砂射孔参数进行室内实验研究。研究主要包括对不同岩样强度下喷射速度、射孔时间、喷嘴尺寸以及流体介质的优选。实验表明:喷射速度越高,射孔深度越深,同时喷嘴磨损程度增加;喷嘴尺寸越大,射孔效果越好;喷射速度越高,所需最佳喷射时间越短;喷射液体类型对射孔深度影响不大。该实验研究为水力喷砂射孔压裂工艺中关键参数的选取提供了重要依据。     

分层压裂多孔滑套设计与室内试验

针对分层压裂采用常规的单孔滑套时,滑套内径受节流压差制约不能进一步缩小,分压层数受限的问题,研制了多孔滑套。该滑套由一个内孔扩展到2~4个孔,增加了分压层数;设计的自定位结构具有强制钢球落入滑套孔内的功能。室内试验结果表明,多孔滑套能实现有效密封。采用该多孔滑套和单孔滑套组合,能够大幅度提高分压层数,为长庆气田多层系井分层压裂提供了技术支撑。     

苏里格气田机械封隔器连续分层压裂技术

针对苏里格气田含气层系多、单层产量低的特点,进行了气井机械封隔器连续分层压裂技术研究,研发并优化了气井机械封隔器连续分层压裂管柱,研制了大通径K344封隔器、水力锚及耐磨的3.175 mm小级差滑套芯子等配套工具,可达到一趟管柱连续分层改造8层。80多口井的现场应用表明,该技术具有施工可靠、操作简单、成本低等优点。     

可捞式桥塞分层压裂工艺试验

长庆气田属低渗气田，上古气藏含有不同层系，需进行分层压裂改造才能投产，通过引进贝克休斯公司的可捞式桥塞工具，对长庆苏里格气田苏7井，苏16井分层压裂改造试验进行分析，认为该工具具有施工操作简单，可靠性高，作业时间短，施工作业对气层伤害小等优点，该工艺试验成果为国内分层改造的可靠性和有效性提供了一条技术思路。     

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长庆气田储层非均质性强，气层薄而多，单层产能较低，开采难度大，降低成本是气田经济有效开发的必由之路。文章介绍了长庆气田气井多层分压合采工艺技术，提出了探井、开发评价井及开发井的分压合采工艺。现场应用表明：气井分压合采工艺技术对于开发长庆多层系气藏，提高气田整体开发水平和经济效益具有重要的作用。