激光割缝筛管——压裂砾石填充防砂工艺技术

文章描述了激光割缝筛管防砂机理及割缝筛管筛缝宽度、长度的确定方法 ,研究了割缝筛管与地层充填砂的配伍性。激光割缝筛管 -压裂砾石充填防砂技术简单、经济实用 ,避免了绕丝管结构复杂、打捞困难 ,重复利用率高。与此同时 ,由于进行了压裂 ,对辽河油田的超稠油油井的出砂情况 ,应用此项防砂技术后实现了超稠油井稳产、增产。     

基于ANSYS的割缝筛管应力分析和结构优化

防砂完井中割缝筛管使用广泛,但对其应力和结构研究不足。应用ANSYS软件对割缝筛管进行有限元数值模拟,可以得到在采油工况下割缝筛管的应力分布。通过改变割缝筛管的结构参数,得到结构参数与最大应力的关系,从而可以优化割缝筛管结构。     

等离子割缝筛管加工技术探讨

为了消除常规割缝筛管的固有缺陷,提高筛管防砂采油效率,研发出等离子技术加工的割缝筛管。等离子割缝技术可以加工0.15 mm宽度的极窄缝,缝腔的表面粗糙度可达1.6μm,加工出的缝隙在筛管的内外表面没有任何缺陷,不会破坏筛管本身的性能,筛管的抗拉强度优于常规激光割缝筛管的抗拉强度。等离子体的在线防腐和淬硬处理,在缝腔表面形成厚度大于12μm的硬化层,可以提高缝隙的抗腐蚀能力。通过改变加工参数,采用等离子割缝技术可以加工梯形缝以及复合缝,防止砂粒在缝隙中堵塞,具有很好的"自洁"能力,提高了采油效率。现场应用结果表明,等离子割缝筛管具有防砂效果好、渗透能力强、耐磨蚀性好和施工方便等优点。     

水平井割缝筛管下入强度研究

针对水平井完井中割缝筛管下入过程中的强度问题,建立了割缝筛管强度计算模型。采用模拟试验和有限元分析2种方法对水平井割缝筛管的强度进行研究,并进行了对比分析,结果表明,在割缝筛管弯曲段割缝尖端处的轴向应力较大,使缝张开的应力和剪应力均较小;对于宽度为0.5mm,缝长80mm,每周30条缝,缝间距20mm的割缝筛管最大Mises等效应力为252.88MPa,小于其材料的屈服强度,因此该割缝筛管强度满足实际应用要求。提出的研究方法为割缝筛管研究提供了新的思路,可用于割缝筛管强度分析、可靠性评估和割缝筛管优化设计。     

割缝筛管防腐与防垢技术研究

开采油、气、水资源,要求割缝筛管同时具备防砂、防腐和防垢的性能。介绍了一种具有防砂、防腐和防垢性能的割缝筛管及其加工方法。通过对相同材质、不同加工方法制成的两种割缝筛管试件的室内对比试验,证实了使用高含硼特殊刀具磨削加工的割缝筛管缝隙表面具有很好的防腐和防垢性能。对割缝筛管试件的X光电子能谱分析和扫描电镜观察分析,证实了这种筛管缝隙表面有Fe2B和FeB的存在。分析和阐述了该筛管的防腐和防垢机理、加工方法和设计依据,并根据割缝筛管的结构特点和工况,定义了割缝筛管的防腐、防垢性能与套管（油管）的材质匹配关系等。     

杆式泵防气工艺管柱研究

部分出砂油井配套了用于防砂的激光割缝筛管,但无法安装多沉降旋流气锚,导致杆式泵受气体影响严重。依据重力气锚原理设计了杆式泵防气工艺管柱,该管柱在杆式泵支撑装置下安装激光割缝筛管,使泵筒与油管之间的密封环空与油套环空连通,聚集在这一环空的气体可以通过激光割缝筛管排到油套环空,消除气体对杆式泵的影响,提高抽油泵效和油井产量。     

割缝筛管防砂设计及应用

针对油 (水、气 )井防砂完井优配割缝筛管的需要 ,从理论研究和应用实践中 ,总结出一套割缝筛管的设计方法 ,其中包括割缝筛管的防腐设计 ;割缝筛管的防垢设计 ;基于形成砂桥来控制地层砂的设计原则和基于完全阻止地层砂移动的设计原则来进行割缝筛管的缝宽设计 ;割缝筛管的面密度的设计 (包括裸眼井用割缝筛管 ) ;割缝筛管的缝长设计。最后给出了割缝筛管防砂设计程序框图     

适用于复杂钻井和完井的新型膨胀式割缝管

本文介绍一种适用于复杂钻井和完井的新型膨胀式割缝管的结构、用途和试验结果。它实质上是一种切割有一系列交错叠加的轴向缝的管子，其直径可膨胀数倍。在钻井作业中，它与纤维水泥一并使用，可免下技术套管。在完井作业中，用它安装筛管，无需砾石充填就能有效防砂。     

蒸汽吞吐水平井割缝筛管完井参数优化模型

为解决蒸汽吞吐稠油水平井割缝筛管完井理论研究落后于工程应用的问题,综合水平井蒸汽注入阶段、焖井阶段、生产阶段的传热与传质分析,建立了割缝筛管完井参数优化模型,分析了割缝宽度、筛管外径、割缝密度、割缝长度、单元割缝数、圆周割缝数、割缝堵塞对水平井产能的影响。结果表明:水平井产能随着割缝宽度、筛管外径、割缝密度、割缝长度、单元割缝数的增大而增大,且变化逐步趋于平缓;对割缝筛管完井水平井产能影响大的因素是割缝长度、割缝密度、割缝堵塞厚度;割缝堵塞最大可造成高达65%的产能损失;以"砂桥"原则设计割缝宽度会限制产能,在高油价条件下可以考虑放大割缝宽度适度出砂。     

割缝筛管窄缝加工及专用陶瓷刀具

针对割缝筛管窄缝加工难度大的问题，提出了采用超薄型陶瓷刀具进行加工的方法，简述了这种刀具的结构、制造方法及烧结制度对刀具组织和性能的影响。详细介绍了加工割缝筛管有效缝长时的数字控制，建立了有效缝长的数学模型，并给出了数字控制流程。     

煤层气井钢质筛管与非金属筛管强度对比实验

为了改变煤层气井钢质割缝筛管完井成本高的现状,探索研制较低强度的非金属完井管材进而实现煤层气井的低成本完井,采用电测法对J55钢质筛管和PVC非金属材质筛管的抗挤和抗弯强度进行测定,并对比分析割缝宽度和割缝密度对两类筛管性能的影响规律。结果表明:钢质筛管的破坏形式主要是刚度/径向失稳破坏,主要表现为整体变形或筛管短轴内壁割缝变宽而外侧割缝变窄并伴有缝端撕裂;而PVC筛管的破坏形式主要是强度破坏;无论对钢质筛管还是PVC材质筛管,增加缝宽和缝密都会降低筛管的抗挤、抗弯强度,但PVC材质筛管的强度随缝宽和缝密的变化不及钢质筛管明显,因而优选非金属新材料制作筛管时,可以适当增加缝密和缝宽,以提高筛管过流面积。     

新型复合缝腔割缝筛管的强度计算及失效分析

在评述现有防砂工艺的基础上,研究开发出一种新型复合缝腔割缝防砂筛管。该种防砂筛管具有流阻小、防砂效果好、强度高、使用寿命长等特点。详述了该防砂筛管的结构特点及防砂原理,并利用ANSYS软件,计算了各种工况下的强度值,为建立割缝筛管强度标准提供了依据。结合油田现场使用情况,对重要失效形式--抗挤压失效形式进行了分析、预测,提出了一种判断井下割缝筛管失效的方法,为油田开发减少损失、提高经济效益提供了理论依据。胜利油田现场应用结果表明,该种新型复合割缝筛管进行防砂效果好,渗透能力强,耐腐蚀,且施工方便。     

林4平2井完井工艺

林4平2井是华北油田第1口利用割缝筛管带套管外封隔器完井的水平井,该井实钻井眼轨迹在水平段内呈波浪状,且钻遇多处泥岩层段。针对林4平2井的地质特点及实钻井眼轨迹,优选出0.3 mm缝宽、80 mm缝长、30 mm缝间距、40缝/圈缝密度的轴向割缝筛管。为解除钻井滤饼对地层油流通道及割缝筛管的堵塞,避免泥岩段垮塌,设计出封隔二段非主力层段的割缝筛管带套管外封隔器的完井管柱和与之相配套的酸洗、胀封一次管柱。该井投产后,日产油最高达到42 t,为周围同等生产阶段直井的7倍。林4平2井的顺利实施,为今后割缝筛管完井在华北砂岩油藏水平井中的进一步推广应用提供了经验。     

高效防气防砂一体化管柱的研制与应用

为解决文南油田高气液比井出砂易造成卡泵的问题,研制了高效防气防砂一体化管柱。该管柱主要由闭式气锚、重力式防气装置和激光割缝筛管3部分组成。闭式气锚的分离作用消除了气体对抽油泵的影响,提高了泵效;重力防气装置利用液气分离原理和高烟囱原理进行液气分离,液流回流时间可达10min,排气最高压差可达0.2MPa;经激光割缝筛管过滤后的液体含砂粒外径小于0.05mm。该管柱在文南油田现场应用16井次,累计增液6000t,增油2717t,平均单井泵效提高7%。     

热采井中复合缝腔割缝筛管的抗压强度研究

根据热力学原理,结合特定现场地层特点,计算了在热采过程中筛管表面温度分布,并利用有限元软件分析了在此温度分布条件下筛管的抗压强度。结果表明,在外部围压作用下,筛管的应力分布不均衡,仅有局部极小的区域应力较大,该区域主要集中于筛管的缝腔处。在热采情况下计算的筛管整体Von Mises应力大于在常温下计算得到的应力。在较大的外压载荷下热采温度对筛管抗压强度的影响很小甚至可以忽略。筛管的抗压强度随缝长的减小和割缝数的减少而增大。这种分析方法对研究井下热采过程中割缝筛管复杂的温度应力情况有一定的指导意义。     

煤层气井完井用PE筛管的地质适应性分析

煤层气井水平井段易垮塌是导致煤层气开发过程中产量难以提升的重要原因之一,出于煤层气开采之后的采煤作业安全考虑,金属材质的筛管被禁止下入煤层,采用PE筛管完井则成为解决上述问题的重要途径。为分析PE筛管能否适用于易垮塌的煤层中,利用断裂力学方法开展了煤层的井壁失稳机理分析,并基于时间延迟效应原理分析了近井壁地带的煤岩裂纹尖端应力强度因子,提出了在孔隙压力压降漏斗存在的情况下裂纹延展范围的判定方法。通过实例计算分析了煤岩垮塌可能对PE筛管造成的最大压力。利用室内单轴压缩机模拟大块煤岩掉落时PE筛管（外径50.8 mm,壁厚4.6 mm）单轴受压变形工况,得到了管体抗挤性能和PE管体挤压破坏判别标准;以实验结果为基础,采用数值模拟软件分析了直径分别为50.8、63.5、76.2、88.9、101.6 mm筛管的抗挤性能,从而优选出了不同尺寸筛管的合理壁厚,对煤层气井完井用的PE筛管的研制和应用具有一定的指导意义。