射孔枪枪体断裂原因及预防措施

射孔枪枪作除受井内的介质腐蚀、井温及压力的影响外，主要威胁来自射孔弹发射时产生的高压及巨大冲击波，这是造成枪作断裂的主要原因。针对这种情况，提出了相应的改进措施：1．改善枪体质量，包括改过枪作结构、注重枪体选材和热处理、完善检测手段和检验方法；2．加强进货管理和使用管理；3．开展技术改造与革新；4．加强枪作断裂的分析研究工作。     

磨溪气田水平井射孔卡枪原因分析及防范措施

在地层压力高的水平井射孔作业,常采用在重钻井液压井情况下完成施工,给射孔作业提出了更高的要求.磨溪气田水平井射孔出现了卡枪现象,为了弄清卡枪原因,从钻井液、井眼轨迹、井口落物、套管变形、枪管变形、枪管与套管间隙、射孔碎屑、射孔作业工艺等方面分析了卡枪原因,结合实例分析和现场应用统计得出了磨溪气田水平井射孔卡枪的真实原因,同时形成了一套防范卡枪措施.在后续的重钻井液条件下水平井射孔作业中改变了现场作业工艺,射孔后随即将射孔枪提至φ177.8mm套管,再没有出现卡枪现象,应用结果表明新的现场作业工艺行之有效.     

复合射孔枪接头脱落的数值分析

在相同结构和装药量的条件下,复合射孔在井下作业能够产生较高的枪内压力,容易引起接头的剪切脱落失效。据此,从结构和内压角度,应用塑性动力学的数值方法和材料的破坏判据分析了引起接头脱落失效的几种因素。发现螺纹剪切破坏存在一定的时间序列和顺序,以及载荷与失效的规律,为防止井下作业中复合射孔枪接头脱落失效提供了技术支持。     

射孔管柱断裂失效分析及其控制措施

针对XX9超深井射孔时管柱从射孔枪母接头断裂掉井、XX1超深井射孔测试联作时管柱从封隔器下变扣接头断裂掉井、X209H47-8页岩气井分簇射孔管柱从选发母接头断裂掉井这3次事件,对失效接头进行了化学成分分析、硬度测试、冲击测试、金相测试、扫描电镜分析、扫描电镜-X射线能谱分析.在理化检验分析的基础上,结合射孔设计、射孔器材加工质量、井筒条件、射孔冲击载荷模拟结果等对这3起事件进行了剖析和探讨,提出以上异常现象的诱发因素及可能存在的原因.针对射孔管柱断裂失效原因,提出增大设计安全系数、提高射孔用材料检测标准、优化射孔工艺及射孔管柱配置等控制措施以提高类似井射孔作业可靠性.     

超高压射孔枪结构设计及数值分析

介绍了利用Pro/E三维设计软件建立超高压射孔枪数值模型,进行有限元分析和优化设计的方法。考虑射孔枪的密封和承压等常规因素,在超高压射孔枪的结构设计中综合3个关键因素:影响射孔枪整体强度的盲孔深度和形状;射孔参数和射孔枪之间的内在联系,如孔密、相位等的影响;射孔枪承受拉力载荷以及井内温度等因素对射孔枪抗压强度的影响。利用Pro/E的CAD和CAE功能完成超高压射孔枪的结构设计、数值分析以及多参数联合控制优化设计。经过试验验证,综合考虑以上因素设计的超高压射孔枪满足设计要求。     

210MPa射孔枪耐压性能影响因素分析及现场应用

根据深层油气藏超高温、超高压储层特征研发配套超高温超高压射孔枪。利用Ansys有限元和实验手段分析形位公差、枪长、工作温度、下挂载荷等因素对射孔枪承压性能的影响,提出改善超高压射孔枪整体耐压性能的新方法,研制成功工作压力210MPa的89型射孔枪。经过260MPa压力性能试验验证,具备高安全系数。在塔里木油田克深9区块现场成功应用。     

新型水平井射孔枪的研制与应用

为了提高水平井射孔枪的定位精度和传爆可靠性，研制了2种新型水平井射孔枪。其中S系列常规水平井射孔枪采用内定向旋转的弹架总成结构和导爆索随动旋转的传爆结构，提高了水平井射孔作业的定位精度并保证了其安全可靠的传爆性能；水平井增效射孔枪在机械机构上实现了将水平井射孔技术和增效射孔技术两项技术合为一项，拓展了水平井射孔技术。多次现场应用证明，新型水平井射孔枪的各项技术指标均达到了设计要求，取得了满意效果。     

复合射孔枪在井液环境中冲击响应的数值分析

针对9mm壁厚的102射孔枪在井液环境下的抗动载能力进行了系统的数值分析,用有限元软件流固耦合算法模拟了射孔枪在井液环境下的冲击响应。计算结果表明,射流孔及泄压孔孔边纵向位置的应力集中最明显,即枪身沿轴向裂开的可能性较大。另外,对影响射孔枪胀形量的一些因素进行了分析,结果表明枪内压力及射孔枪壁厚对射孔枪胀形量的影响较大,而岩石刚度对射孔枪胀形量的影响较小。     

自动丢枪工艺优化与应用

针对复杂井筒条件下射孔生产完井一体化作业时出现射孔后丢不了枪、提前丢枪、枪掉不到井底等问题,进行剖析,提出技改措施,改进丢枪工具和工艺优化,开展室内模拟试验及现场应用,形成一套功能齐全、性能稳定的丢枪装置及射孔工艺完善方案,运用于各类复杂条件下的射孔测试完井生产施工中,提升在国内外射孔、完井测试服务市场上竞争能力。     

抽油机井油管柱断裂失效特征分析

文章通过现场调查,分析了油管柱发生断裂的特点及油井工况对断裂的影响.油管断裂主要表现为螺纹断裂,断口位置在螺纹尾部.管柱各部位发生断裂的频率极不均衡,且井口第1根油管断裂发生率最高.油管螺纹断口的宏观和微观特征显示了这种断裂属于机械疲劳断裂.油管柱的断裂寿命分布有双峰特点,大量油管在很短的工作期间内发生了非正常断裂.油井的各种工况条件对油管柱的断裂会产生不同的影响.     

数值模拟技术在射孔枪设计中的应用

基于拉格朗日和欧拉方法的理论为射孔器设计提供了理论基础,其后处理的强大图形功能能够再现射孔的过程,为设计者提供设计依据。仅以射孔器设计中的几个案例说明数值模拟技术的应用状况。     

复合射孔器动态压力测试方法研究

介绍一种复合射孔器模拟试验装置和动态压力测试方法,可对复合射孔器射孔单元组成模拟枪体,在相配套的模拟试验装置内进行试验。根据采集的数据,对射孔弹及火药爆燃后产生的冲击波和爆燃气体在相同边界条件下的动态压力变化过程进行分析,为探索复合射孔爆燃规律、装药结构的研究以及新产品开发提供相关参数和效果分析。     

低渗透砂岩裂缝参数与应力场关系理论模型

以低渗透砂岩为研究目标,借助于地质力学原理,从应力场和裂缝主要参数的关系入手,以裂缝开度、密度为桥梁,在适用性破裂准则优选的前提下,通过实验和理论推导的方法,建立应力-应变和裂缝开度、密度的力学模型,得到应力场 能量和裂缝参数的一套定量化方法。结果表明：能量方法和破裂准则相结合是建立应力场和裂缝参数力学模型的有效途径,当岩石内部应力状态超过破裂条件后,裂缝密度、开度都随应变能密度的增加而增加;低渗透砂岩裂缝主要在古应力场下形成,其裂缝开度、密度都比现今应力场作用下大很多,现今应力场不利于裂缝的形成,裂缝开度可通过裂缝壁面上承受的正应力和剪应力计算得到。最后,以史南油田史深100块沙三中油藏低渗透砂岩为例,进行了古、今应力场的数值模拟和裂缝参数预测工作,并得到了良好的效果。     

爆燃压裂油井产能热稳态数值模拟评价

根据温度场和渗流压力场的相似原理,利用ANSYS热稳态数值模拟模型,分析了爆燃裂缝参数对油藏渗流压力场和油井产能的影响,并与爆燃压裂油井产能数学模型的计算结果进行了对比。结果表明,爆燃裂缝的存在,使靠近裂缝处流体的渗流方式由径向流变为线性单向流,且爆燃裂缝渗透率高,提高了地层流体在油藏中的渗流能力和油井产能;爆燃裂缝前端等温线发生明显弯曲和集中,证明裂缝前端存在汇流现象;保角变换产能数学模型和节点系统分析产能数学模型的计算结果与ANSYS热稳态数值模拟结果的平均相对误差分别为6.13%和7.6%,验证了保角变换产能数学模型和节点系统分析产能数学模型具有较高的精度和工程适用性,可为爆燃裂缝参数设计提供依据。     

有限元构造应力场研究在苏里格气田水平井开发中的应用

建立了苏里格气田的地质构造模型,利用有限元分析方法,对苏里格气田进行了地应力场有限元反演和三维构造应力场的数值模拟,模拟出区域最大主应力、最小主应力、最大剪应力和岩石应变能的分布规律,进而预测区域天然裂缝的分布规律,同时分析了构造应力场在水平井压裂中对水力裂缝启裂方位、裂缝规模的控制作用等,为气田水平井整体开发井网部署及压裂设计提供借鉴。     

考虑复杂应力分布的数值缝宽计算模型及其应用

缝宽的预测精度,对于裂缝延伸模拟和压后产能评价具有显著影响。但目前的缝宽计算方法都对裂缝壁面的应力分布情况进行了简化,不能真正有效地利用现场实测数据,对动态缝宽的预测也不一定准确。基于经典模型的缺陷,建立了可以考虑任意复杂应力分布的数值缝宽计算模型,该模型首先将原始的复杂分布应力离散成多个矩形均匀分布应力,再通过叠加原理得到缝宽表达式。经解析解对比验证,数值缝宽模型的计算精度随着离散单元个数的增加而提高,具有很高的实用价值。地应力扰动分析显示,随着地应力的波动幅度增加、频率降低,经典简化模型的计算结果与实际缝宽的偏差逐渐增大;当地应力波动的频率很高时,缝宽会出现明显的震荡,极大地增加缝内流动摩阻。将该模型应用于现场实例中,模拟输出的缝宽会在高应力夹层处出现明显的颈缩现象,在进行该类储层的施工时,应该通过加大前置液用量或者增加排量等方式来提高净压力,以保证支撑剂的铺置效率。裂缝三维延伸的模拟结果显示,当地应力存在严重波动时,需要考虑裂缝壁面粗糙度对缝高的抑制作用。     

提高砂岩储层人工裂缝复杂度的压裂技术及其应用

提高裂缝复杂度是提高储层改造体积的重要组成部分。为明确砂岩储层复杂裂缝形成的控制因素及实现方法,在物理模拟实验结果的基础上,建立了天然裂缝储层形成复杂裂缝的数学模型,采用数值模拟方法研究了应力场,提出并试验了多种施工工艺。研究结果显示砂岩储层形成复杂裂缝的必要条件包括改变应力场、发育天然裂缝或提高缝内净压力。其中天然裂缝是砂岩储层能否形成复杂裂缝最重要的因素,储层最大最小主应力差越大,天然裂缝与人工裂缝夹角越大,形成复杂裂缝所需缝内压力越大;多缝应力干扰可有效改变应力场。现场监测及压后分析证实试验井形成了复杂裂缝。该技术为低渗尤其是致密砂岩油气藏的经济开发提供了有效手段。     

射孔测试联作异常起爆原因的诊断及改进措施

胜利油田垦东斜411井在射孔测试联作施工中发生异常起爆事故.通过地面跌落试验、数值仿真模拟计算和现场模拟试验对事故原因进行了诊断分析,查明了事故发生的原因.在施工管柱下放过程中突然下放管柱,形成的溜钻、镦钻引起波动压力,致使压力起爆器安全销钉提前剪断从而引起压力起爆器起爆是造成事故的主要原因.为避免类似事故的发生,提出了必须严格按规程施工,严格控制施工管柱的下放速度及优化射孔管串结构等改进措施.研究成果对提高射孔测试联作的施工安全及一次成功率具有实际意义.     

大民屯凹陷构造裂缝的综合定量预测

为定量预测大民屯凹陷储集层的裂缝分布规律,在分析区域构造应力场特征的基础上,用有限元法理论,建立了该研究区的地质、力学模型。通过三维构造应力场的模拟分析,给出了古潜山太古界储集层的第一主应力、第二主应力、第三主应力和最大剪应力分布图。根据破裂值和能量值2个评价指标得出了裂缝发育指数,用裂缝发育指数预测的裂缝发育密度与已钻井岩心裂缝统计密度有较好的吻合性,与单一的评价指标相比,提高了裂缝预测的准确度。     

任丘潜山油藏裂缝预测及剩余油分布研究

根据野外地质模拟调查和油藏动态、静态资料分析,建立了任丘中元古界潜山油藏构造模型。在此基础上,应用有限元法,对任丘潜山古构造应力场和现今构造应力场进行了数值模拟,对潜山裂缝分布作了定量预测,并通过大量的动态资料分析,证实了裂缝预测结果是较为可靠的。此外还预测了受裂缝控制的有利剩余油分布区,对进一步的油气开发提出了井位部署建议。