裸眼水平井压裂管柱下入安全性分析

裸眼水平井分段压裂管柱下入过程易造成遇卡事故。鉴于此,采用弹性力学解析方法和工程力学设计与CAE可视化编程技术相结合,对压裂管柱下入进行仿真模拟,建立了带多级封隔器的压裂管柱下入力学模型,对管柱下入过程中的摩阻、井口拉力和安全系数等进行了计算分析。在理论研究的基础上,采用Visual Basic语言开发裸眼水平井压裂管柱下入安全性分析软件,提供了完整理论分析与设计计算方法。运用软件对PH9-1井等进行了实例验算,计算结果与实际结果吻合,表明该方法具有一定的实用价值。研究内容为优化水平井多级分段压裂管柱设计及确保管柱下入安全性提供了一种有效的技术手段。     

水平井管柱摩阻力计算及下入深度确定方法

分析计算了管柱在下入水平井过程中所受到摩擦力，提出了一种求解摩阻力近似算法，在此基础这柱（钻柱，油管柱）下入深度问题进行了讨论分析，提出了管柱下入深度的确定方法和原则，并通过实例计算加以说明，该计算结果对现场施工有一定的参考价值。     

小直径扩张式封隔器压裂管柱的研制与应用

目前国内小直径扩张式封隔器多用于酸化、注水和堵水等作业,而在多级压裂方面应用较少,主要是因为工具耐压、耐温能力较差,用于多级压裂管柱安全性和可靠性较低。针对这种情况,通过对常规扩张式封隔器、双向锚定水力锚及丢手工具的结构改进,优化设计出适用于114. 3 mm套管的小直径扩张式封隔器多级压裂管柱。在吉林伏龙泉油气田的现场应用结果表明:改进后的封隔器耐温120℃、耐压70 MPa,坐封、解封成功率100%,性能大幅提高,可满足复杂工况下的施工要求;设计的多级压裂管柱工具少、操作简便、锚定可靠、井眼适应性好,能满足内径99. 6~103. 9 mm、外径114. 3 mm套管多级压裂需求;多级压裂管柱能够实现大斜度井的有效封隔,现场施工中最大井斜达到72. 2°。该压裂管柱的成功应用为油田老井挖潜和稳定产能提供了技术支持。     

复杂井眼条件下扶正器对套管下入摩阻的影响研究

在水平井、大位移井等复杂井的固井过程中,套管下入摩阻的大小关系着固井作业的成败,安装了扶正器的套管下入摩阻和不安装扶正器的套管下入摩阻之间的大小关系在固井工程界一直存在争议。为此,对井眼 内安装扶正器和不安装扶正器的套管柱进行了受力变形分析,根据套管在井内的实际情况对各自的摩阻系数进行研究,并通过计算机编程对两者建立的模型进行计算比较。以德阳新沙某井为实例进行计算,并与实测值对比得出两者之间的关系,为固井下套管摩阻的预测提供了参考依据。     

连续油管水力喷射压裂管柱下入过程力学分析

水力喷砂射孔分段压裂工艺与连续油管配合,极大地提高了水力喷射压裂作业的工作效率。在压裂过程中,封隔器能否准确下入到指定位置对压裂生产起着至关重要的作用。传统人工地面测量方法成本较高、影响因素多、曲线解释困难。为了解决连续油管水力喷射压裂管柱下入过程中封隔器定位不准确问题,对管柱下入过程中受力以及变形进行理论分析计算,并对测量井下工具下入位置的关键工具——机械定位器进行分析研究,使其能准确测量井下工具的下入位置。通过测量值与计算值对比证明,其偏差小于9%。通过两种方式的结合可以准确定位井下工具位置,为后续压裂施工提供了可靠的技术支持。     

四川盆地水平裸眼井段下入封隔器工艺探讨

四川盆地油气地质储层以产气为主,普遍渗透性不高,为最大限度的增加储层油气渗流面积,提高单井产量,水平井裸眼完井是油气增产的重要手段,目前采用的下入裸眼封隔器分段酸化工艺取得了较好效果,裸眼段封隔器作业是一项新的技术,该工艺中就酸化技术而言是比较成熟的,通过多口井的作业证明,将封隔器顺利下到水平裸眼段相应位置,是整个工艺技术成功与否的重要环节。裸眼段常出现复杂,由于钻井液性能,井底压差的影响易发生卡钻,造成封隔器不能按要求下到预定位置,导致整个工艺的不成功。文章就影响下入封隔器的各方面因素,重点针对钻井液性能、施工工艺进行分析,为裸眼封隔器工艺的应用推广提供有效的技术经验。现场作业证明,通过采取有效的工艺技术措施,裸眼封隔器工艺能够达到预期目的。     

卡点深度计算中消除摩阻力影响的方法

国内外现有的卡点计算作业方法和计算公式都不可能消除摩阻力的影响,有的计算公式甚至会增大摩阻力的影响。所以现有方法对于垂直井钻柱来说虽然可行,但对于摩阻力很大的定向井钻柱来说,则是很不准确的。分析了传统卡点深度计算方法的原理,指出了现有国内外文献所述方法的具体问题所在。通过分析思考,给出了基本可以消除摩阻力影响的卡点计算作业方法和计算公式。      

国内外钻井摩阻力研究的现状及趋势

结合近年来的科研和生产实践 ,以及海洋石油的钻井现状 ,讨论了国内外对于水平井、大斜度定向井摩擦阻力研究的现状及发展趋势 ,详细介绍了钻井摩阻问题的产生及研究背景。系统地给出了我国近十几年来研究钻井摩阻问题的科研成果 ,并扼要叙述了这些成果在生产实践中的应用。作者还着重介绍了我国国家“863”高科技发展计划中唯一的一个石油项目———海洋大位移石油钻井技术中的水平井摩阻技术的研究与应用 ,并结合一系列与国外同行的交流与技术合作 ,提出钻井摩阻技术已是我国为数不多的几项具有中国特色的石油前沿技术之一。     

水平井管柱下入摩阻分析及应用

水平井造斜后井迹弯曲,使管柱入井时受到的阻力远比直井大,给钻井作业增加了难度,因此对管柱摩擦阻力的分析计算是保证管柱顺利入井的关键。通过建立管柱受力平衡方程,推导出水平井管柱入井时摩阻计算的力学模型,分析计算了在稳定和旋转方式下管柱入井时的大钩载荷和井口扭矩等重要技术参数的解析公式。实例计算分析表明,摩擦阻力计算结果可为钻井设备选型、优化管柱参数和井身结构以及选择下入方式提供可靠依据。     

深水半潜式钻井平台横撑间距对拖航阻力的影响分析

采用FLUENT软件对一座具有双截面横撑的3 000 m深水半潜式钻井平台的横撑拖航阻力进行了研究,得到了拖航阻力随横撑间距的变化规律,结果表明,当横撑间距取小于5 m时,2根横撑的拖航阻力接近单根横撑的拖航阻力。本文研究成果可为今后的深水半潜式钻井平台船型设计提供参考。     

套管磨损对封隔器密封性能的影响

在中国西部油气井钻井过程中,多口超深井出现了严重的套管磨损,在某些特殊情况下,封隔器不得不在套管磨损段进行坐封.为了分析套管磨损段胶筒的力学行为,以单胶筒压缩式封隔器为例,分别建立均匀磨损、月牙磨损和复合磨损3种套管磨损模型,利用数值模拟方法研究了胶筒与3种磨损套管之间的接触压力以及胶筒与中心管的接触状态.分析结果表明...     

水平井完井管柱摩阻预测模型建立与下入性分析

水平井井眼轨迹复杂,完井管柱下入到弯曲段后将与井壁大面积接触,所受的摩擦阻力将大大增加,使完井管柱发生大的变形甚至屈曲变形以致不能顺利下入。为此,分析了水平井完井管柱下入过程中的受力情况,建立了管柱三维摩阻预测模型,根据建立的模型,利用VB语言编制了分析软件。分析软件对井眼数据采用三次样条插值法处理,并采用建立的摩阻计算模型求出完井管柱在下入过程中的总摩阻力。实例计算表明,建立的摩阻计算模型有较高的准确性,所开发的软件可用于大斜度井及水平井完井管柱的摩阻预测。     

道间距对地震偏移的影响

道间距的变化对地震数据的偏移效果是有影响的。首先,道间距的大小必须满足空间采样定律,否则将会产生假频,而且这些假频信号会带到偏移过程中从而影响成像的质量;其次,采用近似差分算子或条件稳定差分格式的有限差分偏移算法对道间距有一定的要求,否则迭代计算过程将不收敛,产生频散现象;而对于其它格式的差分法偏移和积分法偏移,道间距越小,越有利于成像效果的提高。除上述数值解稳定性、假频和频散问题外,高密度采集对偏移效果生产的影响主要体现在信噪比和视觉分辨率的提高。     

探井水平井整体钻柱摩阻力分析的间隙元法

建立了用于计算水平井整体钻柱摩阻的三维力学模型,提出用间隙元理论对钻柱摩阻力进行力学分析的方法.考虑到钻柱的抗弯刚度对钻柱受力变形和摩阻力的影响,给出了三维空间中的整体钻柱与井壁的接触力、摩擦力(包括摩阻力矩)及其沿钻柱轴线分布规律的计算方法,编制了相应的计算机软件.现场实验表明,实际应用效果良好,理论预测摩阻和现场实测结果的平均误差在5.5%以下.该力学模型和理论方法为水平井摩阻分析预测提供了理论依据,并具有较高的计算精度.     

水平井套管柱下入摩阻三维壳单元有限元分析

水平井固井中，下套管时套管柱会与井壁大面积接触，由于井眼曲线是不规则的空间曲线，套管柱细长而柔性大，无法进行精确解析分析。为此，采用三维壳单元有限单元法，并考虑几何非线性大位移，解决了套管柱与井壁的接触问题，较精确地求出了套管柱各部位的应力和位移，可有效地确定扶正器合理位置。从绘制的变形图和应力分布图中可清楚看到管柱的变形和应力分布状态。     

不同类型扶正器对水平井下套管摩阻的影响研究

摩擦系数是应用水平井下套管摩阻计算模型计算水平井下套管大钩载荷和摩阻的基础,关系着大钩载荷和摩阻计算的准确与否。加入不同扶正器的套管在水平井中下入的摩阻系数不同,分析了影响水平井下套管摩阻系数的因素,研制了水平井下套管摩阻系数实验装置,通过实验装置测定水平井在各种井眼条件下加载不同扶正器的摩阻系数,分析了不同扶正器类型对摩阻系数的影响,可以看出,加入扶正器会使套管的摩阻增加,但是 刚性扶正器的摩阻明显小于弹性扶正器的摩阻;随着沉砂厚度的增加,不同扶正器的摩阻系数都在增大,加有弹性扶正器的摩阻系数在沉砂中增加最大,刚性扶正器次之。并结合软件对NB31-1-3H井加载不同扶正器进行下套管摩阻分析,为现场选择合适的扶正器,减小下套管摩阻有很好的指导意义。     

防突结构对封隔器密封性能的影响分析

为对封隔器端部防突装置进行理论分析和优化设计,以双胶筒封隔器为计算模型,应用ANSYS有限元分析软件对有防突结构和无防突结构的2种封隔器进行分析和计算。计算结果表明,防突结构可以显著提高封隔器胶筒与套管壁之间的接触应力,增强封隔器的密封能力;防突装置可以改善封隔器胶筒的受力状况,保持密封效果,延长使用寿命;建议对防突装置做进一步的理论和试验研究,以便采用合理的结构来改善封隔器胶筒的密封性能。     

井涌余量对套管下入深度的影响研究

套管下入深度设计在井身结构设计中十分重要,直接影响一口井的套管层次和作业安全。在进行套管下入深度设计时,必须考虑井涌余量的影响。目前关于井涌余量的确定尚缺乏统一的标准,给套管下入深度的设计带来一定影响。鉴于此,根据井控作业程序,给出了关井和循环排出溢流2个关键阶段的井涌余量计算方法,进而得出了2种套管下入深度设计方法,即关井法和循环法。通过算例仿真分析,对比了关井法和循环法对套管下入深度设计的影响。分析结果表明:关井法计算结果偏于保守,单层套管下入深度较小,安全性较高;循环法可以有效增加单层套管下入深度,减少套管层次,比较经济。最后,对应用循环法设计套管下入深度的影响因素及其适用性进行了分析。研究结果可为合理地进行套管下入深度设计提供理论参考。