高压高产气井屈曲管柱冲蚀损伤机理研究

天然气在油管内高速流动对管柱造成冲蚀损伤,严重威胁气井生产和作业的安全。装有封隔器的管柱在井下各载荷作用下易发生屈曲变形,此时高压气体对管柱的冲蚀作用将更加严重,易造成井下管柱失效甚至井场事故。为此,根据发生屈曲后正弦弯曲和螺旋弯曲管柱内流道特点,以天然气流体动力学理论为基础,针对克拉2气田一口高压高产气井建立了油管的计算流体动力学模型（CFD模型）和气井出砂时砂粒对屈曲油管的冲蚀模型。对天然气在螺旋弯曲和正弦弯曲流道内流动规律进行了数值模拟,研究了砂粒对油管内壁的冲蚀速度和剪切力,得到天然气对弯曲油管的作用力以及屈曲管柱内的冲蚀规律,为实时准确地预测高产气井管柱的冲蚀损伤状态提供了依据,为管柱冲蚀损伤预防措施的提出提供了理论基础。 引用格式:练章华,魏臣兴,宋周成,等.高压高产气井屈曲管柱冲蚀损伤机理研究［J］.石油钻采工艺,2012,34（1）:6-9.     

井下管柱试压压力的确定

通过对井下管柱承压情况的分析。推导了井下管柱试压压力的计算方法。为井下作业过程中，井下管柱试压时，合理试压压力的确定提供了一定的依据。     

井下管柱缓冲安全处理器

针对目前油田管柱使用的安全接头在下入过程中会发生严重碰撞,而导致安全销钉提前剪断,造成管柱下入失败,以及在生产过程中砂埋管柱后期处理比较困难,从而延长作业周期和增加作业成本的问题,设计开发了井下管柱缓冲安全处理器。该处理器主要由上接头、下接头、安全销钉和缓冲装置等组成。现场试验及应用情况表明,该处理器结构合理、拆装方便、性能可靠,具有较强的抗撞及防震颤能力,管柱1次下入成功率100%。它可广泛应用于防砂等各种复杂的井下作业,具有很好的社会效益和经济效益。     

井下管柱缓冲安全处理器

井下管柱安全接头在现场应用中易发生由于碰撞等因素导致的安全销钉提前剪断事故,使得管柱落入井底,给后处理工作带来了极大的困难.从优化结构出发,结合现场实际需求,设计了缓冲装置,开发出了井下管柱缓冲安全处理器,并获得国家专利授权.通过室内试验及现场应用证明:井下管柱缓冲安全处理器具有较强的抗冲撞和较好的缓冲能力,可广泛地应用于各种复杂的井下作业过程中.     

三合一井下作业管柱的研制

为了提高工作效率，降低作业成本，笔者设计了一种新型的井下作业管柱。该设计能将井下作业的刮蜡，冲砂，窜三道工充合为一道 工序来完成，即节 施工费用，又能保证施工 质量，同时还提高了油水井的工作时数，具有很好的应用前景。     

计算机辅助绘制井下管柱结构图

<正> 在管柱设计施工过程中,为了完成一次高质量的工艺措施设计,工程技术人员希望能够方便省时地绘制出一张符合石油行业标准的管柱结构示意图,用于指导现场施工;在油田开发生产过程中,大量的科技文档报告中也都包含有井下管柱结构图。目前,这些图的绘制还大都采用手工完成,一旦绘错,就需要重新绘制;有的为了美观,在计     

多功能井下管柱试压装置研制与应用

为解决油水井挤灰、酸化等作业施工中油管漏失的问题,研制了多功能井下管柱试压装置.该装置设计了双球试压结构,可实现对油管柱试压,并能顺利打开液流通道,进行挤水泥或酸化施工作业.实现了1趟管柱的试压与施工同步,保证了施工质量,节省了1趟管柱作业费用,现场试验效果良好.     

考虑摩擦作用的井下管柱弯曲效应研究

在油田生产过程中，弯曲效应是对井下管柱变形影响最为严重的因素之一。管柱弯曲效应的研究对钻井和完井工艺的设计起到非常重要的作用。从国内、外目前的一些研究中可以发现．大多数力学分析都忽略摩擦力的存在，实际上摩擦力的存在对弯曲效应的影响有着重要的作用。本文将研究摩擦力对管柱弯曲变形的影响，引入轴向力和扭矩，通过平衡方程和能量法建立了一个综合的力学模型；此外，建立井下管柱弯曲与断裂极限判别式，通过判别式可以判定井下管柱是否有可能发生断裂．由此可以作为选择管柱材料的判断依据。     

多功能井下管柱丈量仪

文章介绍了SDC-12型手提式多功能油管测长仪的特点、基本结构、工作原理、基本操作.现场应用证明该仪器具有快速测量、自动累计、查询、插入、删除、优化、打印及与计算机通讯等功能,是适合油田钻井、井下作业的一种理想智能型管柱测配仪器.     

大位移水平井完井管柱力学分析研究

采用管柱动力学的原理和方法建立了可用于大位移水平井生产、作业管柱的设计与校核方法;编制了井下管柱力学分析软件.在大港油田大位移水平井(张海502FH井)现场试验效果表明,该项技术能较为准确地预测管柱起下过程的井口的动态载荷和管柱受力剖面,确定不同的管柱组合在特定的井筒中的最大下入深度,可以用来设计、校核大位移水平井的生产与作业管柱.     

普光高含硫气井生产管柱合理管径优选

普光气田高含硫气井在生产过程中会出现硫沉积、冲蚀、积液和形成水合物等问题,如果生产管柱管径合理可以延缓或避免出现这些问题。为此,针对普光气田高含硫气井的生产特点,以现有生产管柱优选方法为基础,通过分析高含硫气井临界携硫颗粒流量、临界携液流量、冲蚀流量和井口水合物生成条件,确定不同尺寸油管的合适产气量范围,再结合气井配产和井筒压力损失,优选出高含硫气井生产管柱的合理管径。利用该方法,对普光气田的高含硫气井P井进行了计算分析,结果表明,在当前生产管柱管径下,P井产气量大于冲蚀流量,井筒会发生冲蚀,为保护生产管柱,延长修井周期,将该井的产气量调整到当前生产管柱管径的合适产气量范围内,调整后该井生产稳定。采用该方法不但可以优选生产管柱管径,而且可以在现有生产管柱情况下,将产气量调整到当前生产管柱的合适产气量范围内。      

高产气藏水平井钻井井喷潜力分析

随着水平井在高产天然气藏开发中的应用增加，钻井过程中防止井喷变得非常重要。对高产气藏水平井钻井过程中发生井喷的潜在可能性进行了分析研究，认为井底压力大于地层压力情况下的气侵是诱发井喷的重要因素，这为将来推广应用水平井钻井技术开发高产气藏提供了有关井控方面的理论依据。     

某生产井定位密封穿孔失效原因分析

针对某油田生产井起出井下管柱作业时发现定位密封处发生穿孔现象,通过宏观分析及测量、理化性能分析、显微组织观察、腐蚀行为分析等方法,对该井定位密封失效原因进行研究。结果表明,短节与油管的化学成分检测结果均满足API SPEC 5CT标准对N80的要求,而定位密封各部位材质不一致,分别为1Cr、13Cr材质,且13Cr材质硬度较高;含砂采出液经油管进入定位密封内部后,受扩径紊流影响,介质集中对定位密封底部形成冲刷,由于13Cr材质耐磨性、耐蚀性均优于1Cr材质,导致1Cr材质冲刷腐蚀严重,进而发生穿孔。建议严格控制管柱各部位材料质量,控制采出液中含砂量及CO2含量,以预防该类失效的再次发生。     

气藏水平井分段酸化完井一体化工艺管柱

气藏水平井的水平井段长,穿越多个油气层,非均质性严重,不同位置泥浆浸泡时间不同,污染程度也不同。常规分段酸化工艺存在施工段数少、周期长、费用高、多次压井造成二次污染等问题。研制了气井不动管柱分段酸化完井一体化工艺管柱,该工艺管柱耐温110℃,耐压70MPa,通过投球、加压打开喷砂器滑套,可实现5个层段分段酸化施工。该管柱可作为完井管柱直接进行生产,减少压井作业的次数,降低压井液对储层的二次污染,有效提高单井产能。     

建44井喷失控事故分析

对建44井井喷失控事故进行了分析,找出井喷事故的原因,提出应对措施,强调了执 行《天然气井工程安全技术规范》的必要性。     

喷漏共存的堵漏压井技术

在川东地区碳酸盐裂缝地层的深井钻探过程中,由于地质情况极为复杂,井漏特别严重。产层多,压力系数又不一致,在同一裸眼中共存又喷又漏,井下复杂情况时有发生。从井下复杂事故的原因分析,认为井漏是引起井下复杂情况的祸根,是影响钻井成本上升主要因素之一,多年的压井堵漏实践证实,单一的堵漏压井技术,难以对付该区块的长裸眼、多产层、多漏层、多压力系数发生的又喷又漏。在分析总结过去上百次堵漏压井实践中,结合堵漏压井工艺技术的发展,创新出“桥浆间歇关挤堵漏压井技术”。该技术不但在川东地区扎根,还在川中油气公司华西2井见到良好的效果,为治理喷漏共存的堵漏压井提供了可借鉴的实用技术。     

新型大直径深井抽油泵防喷脱接器研制和应用

在油田修井作业中,研制应用大直径深井抽油泵二次作业油管内防喷工具是实现安全生产、无污染作业的重要发展方向。介绍了FTJ-2型大直径深井抽油泵防喷脱接器的结构和工作原理,它集防喷、对接、脱锁3种功能于一体,具有超强承载、结构简单、实用性强的特点。现场应用表明,该防喷脱接器能实现不压井作业,对接脱锁率高,二次作业密封性强,具有较好的推广应用前景。     

垂直井眼中管柱屈曲精确解的应用

管柱在垂直井眼中的屈曲方程可以归结为一个非线性方程,Mitchell得出了该方程的精确解。在此基础上,分析和计算了方程解的性状、管柱与井壁的接触力曲线,以及管柱的缩短情况。分析表明,与传统Lubinski解相比,在精确解中管柱的轴线是由左旋和右旋相互交替的曲线;管柱和井眼的接触力在左右旋交界点最大;管柱每段螺旋长度越长,轴向载荷下变形越大。     

气井管柱腐蚀机理研究及防治

文23气田是一个整装块状砂岩气田，主块气井不产地层水，只含少量凝析水。投产5年后陆续发现生产管柱大都腐蚀穿孔，严重的则断裂落后，研究发现是由天然气中CO2气体与凝水或地层水作用形成的碳酸水腐蚀。且腐蚀速度及腐蚀程度主要与气井产CO2总量，CO2分压，气流速度密切相关。气井应用加注缓蚀剂，应解决注药工艺及分散性问题。加强对CO2井内监测，及时进行工况诊断，定期检换生产管柱，改进油管节箍组装结构，而优质防腐涂层是延长气井寿命的重要措施。