膨胀式防砂筛管完井技术及现场应用

膨胀式防砂筛管（ESS）完井技术是近年来发展的一项防砂完井新技术。膨胀式防砂筛管由膨胀式割缝基管、相互重叠的金属滤网和膨胀式割缝保护套构成。其基本原理是在井下通过膨胀工具冷挤压作用使膨胀式筛管变形到所需尺寸,起到支撑井壁和挡砂的作用。文章介绍了膨胀式筛管完井管柱结构及功能,分析了膨胀式防砂筛管完井技术在新疆油田B705井应用的必要性及现场应用情况。B705井是国内陆上油田首次应用膨胀式防砂筛管完井技术的试验井,现场应用表明这项技术工艺上是可行的。     

形状记忆筛管自充填防砂完井技术

针对独立筛管防砂完井无法支撑井壁、有效期短的问题,以及砾石充填防砂完井工艺复杂、易砂堵、费用高的不足,提出了利用一趟管柱实现长裸眼环空充填的形状记忆筛管完井技术。在优化设计形状记忆筛管机械结构的基础上,研究了形状记忆筛管生产工艺,研制了形状记忆防砂筛管,并对其性能进行了试验评价,形成了形状记忆筛管自充填防砂完井工艺。现场试验结果表明,形状记忆防砂筛管膨胀性能优越、能完全充填环空和炮眼,且膨胀后的渗透性好、挡砂精度高。形状记忆筛管自充填防砂完井技术施工工艺简单、能适应不规则井眼,具有很好的推广应用价值。      

膨胀筛管完井产能评价

结合理论分析和实验研究了膨胀筛管完井后产能,并对比了一般机械防砂方式,以独立筛管完井和砾石充填完井为例进行了对比计算。结果表明,膨胀筛管完井在套管井中其产量优势不明显,而在裸眼完井中产量较一般机械防砂方式优势明显。     

可膨胀防砂筛管和胀管工具的开发与试验

许多传统的防砂完井技术都有其弱点 ,不但显著地影响井眼的稳定性 ,比如容易发生井眼坍塌使筛管损坏等 ,而且完井成本也较高。为此开发研制了新型完井技术———可膨胀防砂筛管完井工艺。新型防砂筛管可以胀大到井眼内径大小 ,通过增加筛管表面积降低筛网内外的压降来提高生产率。另外 ,筛管胀大过程也有助于稳定井眼 ,使出砂的可能性降至最低。在许多井中 ,应用新型防砂筛管可以不用砾石充填 ,与常规筛管相比 ,具有更大的生产内径。各种试验包括 :筛管膨胀试验、筛管爆裂和挤毁试验、胀管工具测试和系统整体试验。     

首选的水平井裸眼砾石充填防砂技术

水平井完井技术是水开采技平井术中的重要组成部分。水平井防砂完井方式以独立筛管防砂完井、砾石充填完井、化学防砂完井为主。独立筛管防砂完井防砂精度单一,筛管易堵塞;化学防砂成本较高、有效期短;     

水平井防砂筛管评价实验

大港油田出砂油藏水平井主体采用防砂筛管完井,在实际生产过程中,虽然整体效果不错,但是部分井仍然存在筛管破漏、堵塞,砂堵、砂埋油层等影响正常生产的问题,为此开展了水平井防砂筛管评价实验研究。证实了各类型筛管在不同分选性储层的适应性,提出在设计挡砂精度时应避免和粒度中值过于接近,采用分级控砂筛管完井时应控制产液强度等注意事项,便于指导今后防砂筛管在出砂油藏水平井的合理应用。     

可自适应膨胀防砂筛管性能评价试验研究

用自主开发的模拟试验装置对可自适应膨胀防砂筛管进行性能评价试验研究和工艺参数优选。试验研究与分析表明,采用可膨胀防砂筛网、砾石充填膨胀层和内支撑割缝筛管构成的复合防砂体系防砂效果明显;筛管砾石膨胀层充填厚度为25~30 mm时,能够保持较好的渗流性能;膨胀层砾石充填压力为15~20 MPa时,膨胀力恰当,能够有效实现筛套之间的零环空,保持较大的渗透率和流量;膨胀层填充砾石与地层砂中值比为7左右时,易于形成稳定砂桥,防砂效果好。可为油田防砂筛管的设计和现场应用提供参考。     

膨胀筛管防砂技术及其在渤海湾油田的应用

膨胀筛管防砂技术是最近几年内出现的一种新型完井工艺，即在套管的射孔段或裸眼的目的层段下入膨胀筛管，然后膨胀在井壁或套管内壁用来防砂。详细介绍了膨胀筛管管串的组成、筛管的结构原理、筛管的膨胀工具的结构和膨胀原理、筛管防砂机理等，在介绍膨胀筛管防砂技术在渤海湾油田的现场使用情况的基础上，对该技术的现场应用进行了风险分析。     

可自适应膨胀防砂筛管结构设计及防砂机理研究

在分析油层出砂机理的基础上,介绍了可自适应膨胀防砂筛管的结构组成和防砂机理。外层防护外壳起到保护内层结构和填充砾石的作用,使地层砂在管外形成"砂桥",作为初级挡砂屏障;可膨胀防砂筛网阻挡砾石在筛管膨胀过程中从防护外壳的孔隙漏失,形成第2级挡砂屏障;砾石充填层以砾石作为膨胀介质,可实现可自适应膨胀,并对原油过滤,形成第3级挡砂屏障;内支撑割缝筛管在可自适应膨胀防砂筛管的下入、起出过程中提供支撑,并防止地层砂进入中心管,形成第4级挡砂屏障。该装置综合了可膨胀筛管、砾石充填筛管和割缝筛管的防砂优点,有效地提高了防砂效果。     

实尺寸防砂筛管防砂效果检测系统的研制与试验

为满足油气田完井防砂需求,评价防砂筛管的挡砂性能,研制了一套实尺寸防砂筛管防砂效果检测系统。该系统设计主要考虑了钻完井井筒尺寸、完井方式、井型类别和储层温度等因素,可针对不同的储层类型和特点,评价优选出适合的完井防砂方式。采用该系统开展了针对海上某油田防砂完井筛管挡砂效果的试验研究。试验结果表明:该系统可以提高防砂的成功率,大大延长油井生产周期,满足油田高产、稳产的需求。实尺寸防砂筛管防砂效果检测系统的研制成功,可推动完井防砂工艺的完善和发展,具有非常重要的现实意义。     

膨胀筛管防砂——机械防砂新思路

文章详细地介绍了膨胀筛管的基本结构、防砂机理及该项技术的优缺点。在辽河油田室内实验及现场应用试验的成功 ,为今后既防砂又能提高套管机械强度的防砂技术迈出了先导性的一步。     

管端扩径整圆自动控制技术与应用

针对螺旋埋弧焊管生产线钢管管端扩径整圆工序采用手动操作方式的现状,设计了一套管端整圆自动控制系统。该系统通过接近传感器检测辊道上钢管信号,结合PLC控制系统,通过程序逻辑运算,实现整圆过程中钢管在辊道.上自动运行;结合磁栅尺对整圆杆位移的精确定位,进而控制整圆杆自动扩径和缩回,进而实现自动整圆的功能。在触摸屏上设定两端整圆杆限位数值,可实现不同规格钢管整圆杆位移的精准定位。生产运行表明,该系统实现了钢管管端整圆过程的自动控制,降低了岗位人员劳动强度,并提高了钢管流程的输送效率。     

膨胀水泥预防压裂井中水泥环的力学破坏研究

针对压裂作业井中水泥环的力学破坏问题,研究利用膨胀水泥来预防该类破坏。利用有限元方法计算了压裂作业时普通水泥环中的最大主应力,并结合水泥环的力学性能分析了其破坏方式,将膨胀应力与最大主应力叠加后得出了膨胀水泥环中的最大主应力,分析了膨胀水泥预防水泥环力学破坏的原理,评价了膨胀应力对套管受力状况的影响。通过室内实验研究了模拟压裂作业时普通水泥环和膨胀水泥环的破坏情况。研究结果表明,压裂作业时普通水泥环的破坏方式为切向拉伸破坏;膨胀水泥产生的膨胀应力可以降低水泥环中的切向拉应力甚至使其转变为压应力,从而可以预防水泥环的力学破坏;膨胀应力会降低压裂作业时套管中的米塞斯应力,不会导致套管的受力情况恶化。实验结果表明,相同模拟压裂条件下,膨胀水泥环未发生破坏,普通水泥环因切向拉伸应力的作用而破坏,验证了使用膨胀水泥预防压裂井水泥环力学破坏的有效性。     

膨胀防砂筛管技术及应用

膨胀套管技术是20世纪90年代才兴起的一门节约井眼直径的钻井技术,起源于美国,现已投入实践,收到了很好的效果,而在我国还处于理论探索阶段。它是一种适用于井下防砂的膨胀筛管技术,膨胀防砂筛管实质上是具有一系列串联的、互相交错的轴向割缝的管子,割缝的布置使管柱更易于膨胀。在钻井工业中,对防砂起到了很好的作用,并且可以提高油井的产量。介绍了膨胀防砂筛管的组成及膨胀机理、现场应用情况和所需研究的内容,最后对我国膨胀管技术的发展提出了一些建议。     

油气井堵漏波纹管加压膨胀过程中位移-应力变化规律

基于油气井钻井中的波纹管堵漏技术,采用ANSYS软件有限元分析方法和现场试验,对堵漏波纹管膨胀过程中位移-应力变化规律进行了研究。采用双重非线性分析方法计算波纹管的膨胀变形,得到了波纹管施工加压膨胀过程中的等效应力分布云图以及波纹管膨胀过程中的位移、应力变化规律。现场波纹管加压试验结果表明,波纹管加压膨胀变形过程的模拟计算结果与试验结果有着同构的一致性。波纹管加压膨胀变形过程中,其应力、应变对应于管体几何形状呈对称分布。管体各处的等效应力和应变不同,其大小主要取决于该处的曲率半径,在波峰和波谷区域产生最大等效应力和最大应变。在此基础上回归出了波纹管管径几何尺寸变化与胀圆所需压力值之间的数学关系式。     

金属棉优质筛管适度防砂实验研究及应用

利用优质筛管适度防砂,可改善储层物性,防止防砂层堵塞,提高产能。使用自行研制的出砂模拟实验装置,测定了不同类型筛管在不同防砂精度条件下的流量、压降、油中含砂量（出砂量）等参数,分析了筛管堵塞机理,以及金属棉优质筛管防砂参数对生产压差的影响规律。研究结果表明：生产过程中油井间歇性出砂时,金属棉过滤介质能够在外力作用下发生位移变形,表面形成的低渗砂层也会发生变化,堵塞状态会受到一定程度的破坏;所以抗堵塞能力优于其他类型的优质筛管。相同挡砂精度条件下,金属棉优质筛管的堵塞压力比其他类型优质筛管低70%左右。     

水平井控流筛管完井技术研究及应用

为解决水平井筛管完井后期出现的高含水或水淹问题,研究了水平井控流筛管完井技术。首先,利用数学模拟方法建立了三维模型,得到了流体在控流筛管流道内的流动特点;然后,通过室内试验得到了控流筛管中流体黏度、流量和压差3个关键参数之间的对应关系,并建立了数学模型;最后,利用筛管性能评价装置,对控流筛管的基本性能以及控流能力进行了测试。水平井控流筛管完井技术已在胜利油田12口井进行了现场应用,验证了数学模拟和室内试验结果,控流筛管性能满足现场应用要求,增压控流结构对流体产生了有效的控制和阻流作用,达到了设计要求。现场应用表明,水平井控流筛管完井有效降低了水平井含水率,延长了油井寿命。      

金属网布型筛管抗内外压能力研究与探讨

筛管的抗内外压强度是评判筛管使用性能的一项重要参数，在筛管的使用过程中，会产生来自内部或外部的压力，如果筛管防砂层承受不住压力而破裂，地层砂将通过破裂处进入油管，即防砂失败。目前油气田砾石充填防砂多使用金属网布型筛管和绕丝筛管。针对深水油气田砾石充填及大位移长水平井段砾石充填容易产生砂桥及堵塞的问题设计了多流道旁通筛管。在深水水平井多流道旁通筛管的研制过程中，由于采用金属网布作为过滤层，因此对金属网布型筛管的抗内外压强度进行了多次试验研究，对不同防砂层结构和加工工艺的筛管进行了多次试验，最终得到了一套符合内外压强度要求的金属网布型筛管结构和加工工艺。     

张店油田注水井粘土稳定剂配方的室内筛选

张店油田属强水敏地层，注水开发的关键是防止储层发生粘土膨胀，对一系列粘土稳定剂进行粘土防膨和岩芯流动试验，筛选出适合张店油田注水井的最佳粘土稳定剂配方为2％JJA＋2％NH4Cl。用该配方处理后的岩芯，注张店注入水50PV后，渗透率保持率达94．74％。     

热胀式塑料密封热采封隔器性能参数计算

采用Ｍｉｓｅｓ塑性流动准则对热胀式塑料密封热采封隔器的热胀筒和塑料密封套的塑性与热胀剂内压的关系进行了研究。通过分析坐封前后封隔器的力学特性和密封条件，得出了热胀剂的起始热胀压力、初始生封压力与最终坐封压力的计算公式，同时还给出了密封套材料最小密封压力的计算公式。研究出的成果可用于密封套材料选择、热胀剂的选型及初装量的确定。