海上高压气井井口抬升分析

由于地层高温流体的影响,管柱以及管柱间流体的膨胀导致套管伸长,采油树以及附属装备升高;井口的抬升给采油树以及生产管线带来结构风险,井筒内套管的膨胀影响到井筒的完整性。本文以套管热膨胀力、环空圈闭压力及套管上覆载荷三种力平衡为基础,根据实际井的基本数据建立数学模型,提出求解该数学模型的算法,通过数学模型求解出的数据与井实际数据误差在5%内,计算方法适应性较好,模型建立准确。     

海上钻完井井口载荷选取准则

海上钻完井结构导管强度及井口稳定性直接关系到钻完井施工及油气生产作业的安全,井口载荷是结构导管强度校核和井口稳定性分析的关键影响因素,针对目前海上钻完井设计及施工中对井口载荷计算缺乏有效的理论依据和选取准则,计算结果偏于保守的状况,根据浅水区水上和深水区水下井口布置和井身结构设计情况,建立了海上钻完井井口载荷选取准则。该井口载荷选取准则已在多个海上油气田得到了成功应用,提高了海上钻完井作业效率和安全性。     

非均匀地应力下套管的抗外挤强度理论解

从非均匀载荷产生的原因出发,结合钻井工程的实际情况,讨论了固井后套管边界的受力情况,并建立了套管在非均匀载荷作用下的力学模型,采用弹性力学逆解法求得了该问题的解析解。在此基础上,根据套管的应力分布规律提出了非均匀外载等效成均匀外载的方法。并结合含磨损、残余应力等缺陷套管在均匀外压下的抗挤强度,提出了套管在非均匀载荷下的抗挤强度计算方法。     

压裂水泥塞合理长度计算

在压裂载荷作用下,套管和井筒周围岩石会产生径向变形,使水泥塞与套管发生部分脱离,而导致胶结力减小,甚至造成水泥塞滑脱使压裂作业失败。目前,对合理水泥塞长度的计算,主要依靠现场施工经验设计,仍没有完善的理论模型作为依据。本文在假设地层岩石和套管都是均质材料及套管与地层岩石变形量相等条件下,运用拉梅厚壁圆筒理论,建立套管变形及套管外应力分布计算模型,计算出套管变形波及长度和水泥塞失效长度,最终确定水泥塞合理长度。本文模型为压裂水泥塞合理长度计算提供了理论指导,是对现有计算方法的补充和完善。     

抽油机井杆柱扶正器安装位置与间距的理论研究

本文根据杆柱受轴向压力引起杆柱弯曲偏磨的机理,通过分析抽油杆柱在下冲程的受力状况,建立相应的力学模型,得出直井抽油杆柱中和点以下部分在受压状态下发生弯曲的结论,进而给出抽油杆柱扶正器的最佳安装位置及安装间距的计算公式,建立了计算抽油机井杆柱轴向压力的经验公式,提出了以分析计算由轴向压力作用于杆柱产生的杆柱弯曲变形为基础的抽油机井杆柱扶正器布置方法。     

有杆泵采油井井筒温度分布预测

地层原油从井底流到井口的过程中不断发生热交换,原油温度不断降低,精确预测有杆泵采油井井筒流体温度分布是进行井筒流体摩阻计算、抽油杆柱力学分析和有杆泵采油系统设计的基础。井筒内流体温度分布受油井产量、井深、地温梯度、生产时间、井身结构、总传热系数、动液面深度等影响,有杆泵采油井存在热传导、热对流和热辐射三种井筒传热方式,文章综合考虑环空内流体辐射传热、环空内流体对流传热、油管内流体强制对流传热和井筒接触热阻等影响,建立了井筒总传热系数计算模型,在此基础上形成了一套有杆泵采油井井筒温度分布预测方法,为有杆泵采油井采油工艺设计提供了有力支撑。     

Φ127mm套管压裂充填井固井关键技术

渤海老油田历经多次调整后侧钻井眼趋向偏小,而为提升单井产量、预防出砂,压裂充填井逐渐形成规模,如何保证小井眼套管井固井质量以完成压裂充填施工便是井成功与否的关键。本文以渤海某油田D9S3井Φ127mm套管压裂充填井作业为例,以一趟式套管开窗工具、随钻液力扩眼器、尾管挂牵制短节应用及压裂充填完井方式等关键技术为基础,圆满完成该井配产要求,并形成了一套系统的小尺寸套管压裂充填井作业模式,为后续同类型作业井提供了技术经验,具有广阔的应用前景。     

ZH401井等井口修复的实践与认识

ZH401井等4口井建井时位于浅海海域,实施海油陆采建人工岛井口槽工程需要,从套管本体切割,工程竣工后为了安全和恢复生产,进行井口修复。以ZH401井井口修复为例,对比优选了实施方案,客观分析了井口修复难点,周密制订了技术方案,经过现场精心组织,精细施工,达到了井口修复的目的和要求。该工艺与大修取换套修复井口相比,设备、工具简单,劳动强度小,施工周期短,施工费用低,对类似的井口修复提供了借鉴。     

JS-2封隔器坐封方余的计算

目前对于单层压裂施工,通常采用JS-2封隔器实现不动管柱单层压裂及排液一体化,JS-2封隔器靠施加管柱重量压缩胶筒密封油套环形空间,坐封方余大小决定了封隔器的密封效果。通过分析管柱在充满流体的垂直井中的受力和变形,推导出了管柱在充满流体的垂直井中自重伸长的计算公式以及JS-2封隔器坐封方余与坐封深度、坐封载荷之间的关系式,为现场施工JS-2封隔器坐封方余确定提供了理论计算依据,通过实际应用,该计算方法满足现场施工需要。     

利用FRACPRO软件进行人工压裂裂缝分析方法探讨

压裂施工设计是压裂施工的指导性文件,一口井压裂施工的成功并不能说明这口井压裂措施的成功,尽管施工达到了设计参数,并不一定说明就能保证压裂效果,压裂效果是油井改造的最终目标,它一定程度上取决于选井选层,施工的效果,另外很大程度上取决于压裂施工设计是否科学合理,压裂施工设计是根据油井所在区块,从油藏工程的角度出发,如考虑油井的开发开采现状,井网井距分布等,优化确定合理的裂缝半长,再根据油井储层地质参数、岩石力学参数等,选取适当的裂缝扩展模型,利用计算机优化计算一定裂缝几何维度所需的砂量、液量以及所需设备功率等等,从而指导压裂施工,在储层中形成所设计的裂缝几何尺寸。     

套管损坏机理分析及预防措施

为了提高油井的产量,必须对缠层进行增产增注的开发措施,而这些措施大都会对套管有所伤害,寿命越来越短.以前的套管强度设计理论主要考虑的是完井施工的要求,而对后期的增产措施和地应力变化等诸多因素基本没用考虑.所以导致油水井生产以后,由于套管承受外部载荷以及地应力说的不断变化,使套管发生不同程度的变形甚至发生挫断,使油水井报废.近几年来,有关石油学者一直在研究套管损坏的机理,寻找降低或减缓套管损坏的措施.     

不动管柱三层压裂求产井口投球捕捉工艺及应用

论述了不动管柱三层压裂排液求产一体化及井口自动投球捕捉工艺技术。该技术是利用-趟管柱,在不动管柱的前提下对三个层实施压裂及排液,用空心钢球代替密封杆,在井口自动捕捉,省去了打捞工序,实现井下压力监测与压后井温测试,形成了集压裂、排液、求产、测压、测井温等于一体的完整配套的工艺技术。应用该技术在大庆外围油田P351-X1井中进行了3层压裂和井口授球自动捕捉。该技术能够满足探井多层压裂的需求,使试油工序衔接得更加紧密,既可减少压裂液对储集层的浸泡时间,降低储集层的损害程度,又可降低作业成本,改善作业环境,实现绿色施工,具有广泛的推广应用前景。     

长北气田老井废弃处理方法

2010年,长北气田发现两口老井产量低,井下没有封隔器,井口阀门有外漏,综合考虑决定进行废弃处理。处理方法参考石油天然气行业标准,考虑油套管腐蚀情况,以及地下水保护问题,采用井底储层段和井口距离地面打两段水泥塞,完全满足了国内行业标准和壳牌标准要求。本文介绍了长北气田老井废弃处理方法和施工过程,2010年完成了两口井的废弃,施工安全,水泥塞封堵质量可靠,达到了废弃标准要求。同时进行了套管腐蚀测试,确定了该区块油套管腐蚀情况,建议油管材质可以用碳钢代替目前使用的13铬。     

页岩气固井技术应用及分析

对页岩气水平井固井面临的套管下入与居中度、油基钻井液有效驱替和大型压裂对固井胶结质量的影响等技术难题进行深入分析,从有效通井、套管居中、套管漂浮固井技术、高效清油冲洗液,固井水泥浆优化等几个方面提高固井质量,从而满足后期开采需要。     

稠化水清洁压裂液在陇东油田的应用

压裂是低渗油藏改造的主要措施之一,压裂液性能是影响施工后增产效果的一个重要因素。目前陇东油田应用的压裂液主要为水基羟甲基胍胶压裂液,该压裂液存在破胶后有残渣（达3%～10%）、容易腐败、返排率低的缺点,对储层有较大的伤害（伤害率达18%以上）。稠化水清洁压裂液是表面活性剂、酸液和清水按比例混合后达到携砂压裂要求的新型压裂液体系,可以有效降低压裂液对储层的伤害,该体系在三叠系油井试验取得成功后,进一步优化配方,在侏罗系油井推广试验,取得了较好的效果,为低渗、特低渗油藏的改造增加一个新的增产途径。     

The Effects of Yield Stress and Casing Thickness on Blast Impulse and Fragment Velocity

A previous paper by the author [1] showed how his equation [2], based on the model first proposed by Gurney [3] for the blast impulse from cased munitions, can be modified to allow for the yield stress of the casing metal. This paper [1] also provided validation for this further equation from available experimental data. Further issues regarding the many smaller but significant interactions between the fracturing casing and the expanding gases need to be investigated before it can be said that a complete theory of blast impulse and fragment initial velocity is in place. In this paper, an approximate evaluation will be made of the potential effect and significance of kinetic energy losses, due to dissipation by means of casing strain energy dissipation. As expected, these losses are found to be most significant for thick, low density, high yield stress casings. The effect of finite casing thickness, also not previously considered, has been found to be small.     

支撑剂回流理论研究

压裂是低渗透油藏的重要开发手段,而压裂返排施工关乎压裂成败。通过对压裂过程中的支撑剂进行受力分析,利用牛顿第二定律分析了支撑剂在水平和竖直方向上的运动状态,建立了支撑剂回流模型。利用室内模拟实验,模拟了在单条裂缝中的支撑剂运动,分析了不同返排流量下的支撑剂运动状态,验证了支撑剂回流模型的准确性。通过室内模拟实验和回流模型计算分析了实际压裂过程中支撑剂在裂缝中的运动,得到支撑剂在裂缝中的运动距离相对于裂缝半长很小,为现场施工过程中进行顶替返排提供理论支撑。     

A rigid double-tailed surfactant preparation method and its application in clean fracturing fluid

Using 1,8-dihydroxynaphthalene, thionyl chloride and long-chain tertiary amine as the main raw materials, a facile preparation method and formulation of a rigid double-tailed surfactant for clean fracturing fluid were developed. The temperature resistance test and the determination of hydrogen spectrum reveal that the clean fracturing fluid with the prepared surfactant as thickener has excellent salt and temperature resistance. The shear viscosity of the best product at 120°C and 170 s⁻¹ is not less than 65 mPa s, which meets the requirements of 25 mPa s for the field construction of clean fracturing fluid.     

压力容器垫片密封螺栓静强度安全系数的确定

基于信息熵理论中模糊等效随机的原理,将压力容器垫片密封螺栓的模糊静强度和模糊载荷等效为随机静强度和随机载荷,根据先漏后爆的观点和中国标准,分析了内压容器垫片密封螺栓模糊强度在不同工况时的许用可靠度,建立按许用可靠度确定螺栓静强度安全系数的方法。对于内压容器垫片密封结构,研究表明：①在预紧、正常操作、气压试验与液压试验时...