油田套管整形多用式胀管器的研制与应用

针对目前油田最常用的套管修复工具都存在一定使用局限性的问题,研制出一套油田套管整形多用式胀管器。该胀管器在结构上进行了重新设计,由5级胀管器和4个钻铤相组合,按照胀管器从小到大顺序逐级连接,利用现有下钻杆方式完成套管内1次变形量在10 mm的整形施工任务,使修井作业整形施工1次成功,满足了油水井增产措施的需要。现场应用表明,2年来应用该胀管器完成套管整形施工5井次,整形成功率100%,该胀管器运行平稳,满足安全生产需要,极大地简化了作业施工程序,缩短了施工工期,提高了生产时效。     

液压胀管整形工具的研制与应用

针对油田套管损坏严重,其中由缩颈引起的套损井占很大比例,是套损井修复中需要重点解决的问题,研制了液压胀管整形工具。工具主要包括液压胀管器和分瓣胀管器两部分,它利用液体易于增压和远距离可控性,将液压力转化成机械力对套管进行径向扩张,并可准确控制胀头挤胀力的大小。利用该工具方便、快捷、安全,节省作业成本,已成功地完成B21-10-15井的现场试验,取得了很好的效果。     

油水井液压胀管整形修复工具设计

常规套管整形修复技术存在成功率低、施工风险大和施工周期长等问题。为此,研制了油水井液压胀管整形工具。它由机械锚、胀管增压器和分瓣式胀管器等组成,可将井口液压力转化成机械力,作用于分瓣式胀管器的分瓣锥体上,变形套管在分瓣锥体径向扩张力的作用下膨胀,发生塑性变形,进而复原。地面试验表明,油水井液压胀管整形工具能够完成既定的动作,具有很强的修复功能。     

油井套管缩径连续扩胀整形技术研究

油井套管缩径连续扩胀整形技术是一项新技术。本文介绍了其工作原理、技术研究、工艺特点、试验数据，并结合目前研究成果和试验情况确定了其适用条件。     

后退式胀管器的试验研究

介绍了后退式胀管器的设计原理、实验室试验和模型试验的测试数据。经试用表明,该胀管器能完成高温高压换热设备厚管权与管子的一次全程胀接。     

后退式胀管器胀杆胀珠试制

200t/h超高压蒸汽锅炉国产化过程中使用进口胀管器胀接。在缺少胀珠、胀杆和生产工期紧迫的情况下,自行测绘并试制成功了为进口胀管器配套的胀杆和胀珠。     

旋压整形器对C110变形套管整形的实验研究

套管变形会直接影响到油气田后期增产作业和开发措施的实施,而变形井在使用旋压整形器进行整形修复时经常凭经验确定整形力和修复扭矩,如果整形力和修复扭矩过大则易造成变形套管及水泥环的破坏和卡钻事故。为此,在YAW-200压力试验机上对常用尺寸的油层套管进行压扁,然后分别由连续旋转钳和推力轴承提供扭矩和整形力,由小到大依次下入外径为126mm和129 mm的旋压整形器对变形套管(C110)进行了2次膨胀整形,得到了两种整形工具整形所需的整形力修复扭矩、变形套管的变形规律、变形套管回弹量的测试数据。实验结果表明,上述两种旋压整形器的外径级差是合理的。此外,为了确保后期生产工艺实施的可靠性,还对整形前后的变形套管进行了力学性能测试,发现整形后套管的各项力学参数均有所降低,从而导致整形后套管的承载能力降低。该研究成果为优化整形工具结构和整形施工参数提供了重要的实验数据。     

爆炸整形技术在修复变形套管中的应用

为解决套管缩径、弯曲、错断等变形情况直接影响油井生产的问题。采用爆炸整形技术修复变形套管。该技术是利用炸药爆炸产生的高压冲击波胀开变形套管,打开通道,达到修复的目的。文中根据苏东238井现场应用情况,对该技术的基本原理,装置结构,施工工艺等,进行了分析研究和经验总结,并提出一些建议。经现场应用证明,该技术结构简单,使用安全,成本低廉,具有较好的推广应用前景。     

新型井下可控套管整形装置的研究

针对现有套管整形方法的不足,提出了一种新型井下可控套管整形装置,并对装置进行了可控性分析和安全性分析。该装置主要由整形机构和回复机构组成,通过控制地面泵提供的液体压力来控制单次整形量;其工作部件为2个硬质支撑块和整形棱柱,大大增加了整形面积,减小了单个部件的胀形力。分析结果表明,装置通过整形棱柱和硬质支撑块整形,地面泵控压,结构简单,且泵泄压后通过复位弹簧复位;随着地面泵压的增大,套管外壁到内壁的径向应力非均匀性增大,表明整形时需提供合适的压差以控制套管整形径向应力;在不同的工况条件下,整形棱柱和硬质支撑块不会发生塑性变形和剪切失效,满足安全使用要求。     

球形波纹管胀管器的研制

针对老产品运转不良、容易卡滞、耐磨性差等结构缺点,研制了球形波纹管胀管器。该胀管器主要由接头、球形滚轮体、滚轮轴和锁紧轴等组成。工作时,整个胀管器球体在钻杆的驱动下沿着轴线方向向前运动,球形滚轮体同时沿2条轴线做自转和公转运动;在扭矩足够时胀管器可将波纹管修整到合理圆度和表面平整度,其钢球部分既能保证滚轮体绕滚轮轴流畅转动,又能防止球形滚轮体脱落,保证井下安全施工。中原油田现场应用结果表明,球形胀管器结构简单可靠,密封和润滑效果好,改善了一线工人的劳动条件,消除了安全隐患,具有一定的推广应用价值。     

液压扩径整形技术在套管变形井杜813-42-63中的应用

针对常规套管整形技术在套管变形井应用中存在的技术缺欠,研究并应用了液压扩径整形技术.该技术利用小修设备及高效液压整形工具对油水井套管变形部位进行液压整形,达到缩短修井周期、提高修井效率、最大限度恢复套管通径以及提高套管变形井产能的目的,为套管变形井的修复提供了强有力的技术支持,并在曙光油田杜813-42-63井得到成功应用.现场应用结果表明,该技术施工简便,使用安全,整形效果显著,在套损井治理工作中具有较好的推广应用前景.     

水力喷砂射孔参数优化室内实验研究

为了更有效地将水力喷砂射孔压裂技术应用于油藏开采中,对水力喷砂射孔参数进行室内实验研究。研究主要包括对不同岩样强度下喷射速度、射孔时间、喷嘴尺寸以及流体介质的优选。实验表明:喷射速度越高,射孔深度越深,同时喷嘴磨损程度增加;喷嘴尺寸越大,射孔效果越好;喷射速度越高,所需最佳喷射时间越短;喷射液体类型对射孔深度影响不大。该实验研究为水力喷砂射孔压裂工艺中关键参数的选取提供了重要依据。     

喷注式声波增注器的实验研究

通过注水井向地层补充能量是油田中后期开发中应用最广泛的一项技术,通常所用的喷嘴是普通喷嘴,通过简单的连续射流完成注水。喷注式声波增注器利用声波振动解堵作用,可以有效地减轻注水井堵塞,提高配注量,解决注采失调问题。现文测试了喷注式声波增注器的声学特性,并对影响其工作性能的参数关系进行分析,从理论上应用一种物理谐振模型,较好地解释了实验结果及其现象。     

高含硫气田套管腐蚀情况实验研究及建议

在我国近年对高温高压酸性气田的开发过程中,天然气中的H₂S和CO₂对套管造成了严重腐蚀,套管在服役过程中腐蚀穿孔和刺漏现象时有发生,对油气井安全生产威胁极大。为此,在实验室条件下采用自行设计的高温高压循环流动釜,模拟研究了四川盆地某气井中的套管在超高温高压高含H₂S和CO₂的条件下的腐蚀情况--井深4 944～5 738 m井段流速太低、套管壁会有水膜、元素硫附着、积水及腐蚀严重。实验以该气田在役使用的3种套管材料为研究对象,分别研究其在不同采气期（携水采气期和积水采气期）的腐蚀情况。根据实验获得的数据并结合API 579适用性评价方法,计算出被腐蚀套管的抗挤强度和抗内压强度,进而预测套管的安全服役寿命。结果表明：①该井的套管在携水采气期的腐蚀程度较积水采气期的腐蚀程度轻微;②随着开采年限的增加,套管的抗内压强度和抗外挤强度均呈直线下降;③在实验环境下根据剩余强度曲线图预测3种套管的安全服役寿命至少还有10年。建议在气田的开采过程中应尽量增加携水采气期的开采时间,从而延长套管的安全服役寿命。     

大港油田井身结构优化研究与应用

钻井作为勘探开发过程中的重要环节,其费用占勘探开发投资的一半以上,而钻井的井身结构是影响钻井费用的主要因素之一。在对待钻井区块地层情况及压力情况的充分分析和总结的基础上,考虑完钻井事故复杂与井身结构的关系,在保证钻井安全的前提下,对待钻井的套管下深、套管层序、套管尺寸及钢级壁厚进行了优化、简化。通过2009年的实施,万米进尺套管用量、水泥用量和岩屑挖掘量较井身结构优化前大幅度改善。同时,通过优化套管层序及尺寸,减少了大尺寸套管的进尺,提高了机械钻速,使大港油田完钻井的钻井经济技术指标及井身结构优化指标较以往大幅度改善,提高了油田勘探开发的综合效益。     

高分子添加剂射流结构特性的试验研究

利用三维激光多普勒测速仪(LDV)对不同浓度的添加剂射流在淹没条件下的时均流场进行了测量。结果表明,添加剂射流的结构可分为初始段、过渡段和基本段三个区域,在试验浓度范围内,添加剂射流比清水射流的等速核长,浓度为100—200 mg/L时等速核最长,无因次等速核长度约为5.39—5.46,之后随着浓度的增加,等速核逐渐变短。在基本段内断面轴向时均速度分布具有自模性,浓度越大轴心速度衰减越快,射流的边界扩展越大。     

空气钻水平井注入参数优化分析

空气钻井与水平井技术相结合为开发低压、低渗、低产油气藏开辟了一条技术途径,然而诸如井斜、注入参数、岩屑沉降等很多技术问题还有待进一步解决。加之实际工程中因特定地质、地层环境需要,所钻水平井曲率半径不一,故所需的注入参数也不一样。为定量比较其区别,基于计算流体动力学方法,建立了空气钻水平井井筒内流体流动的数学模型,通过数值模拟得出了不同注入参数条件下井筒内的流场分布,并结合井眼净化与冲蚀效应评价标准进行了多组次模拟对比分析。研究结果为注入压力及井口回压等实际工程参数设计提供了依据。     

确定最佳地震采集参数的试验方法

本文提出一种较为科学的确定最佳地震采集参数－井深与药理的试验方法，这种方法能有效地排除各种偶然因素的影响，避免人们主观认识上的差错。该方法的理论基础是地震数据处理的叠加统计效应。     

含油污水除油用旋流器的研究

为提高含油污水的油水分离效率 ,用油水混合物作为试验物料 ,通过析因试验 ,研究了旋流器用于含油污水除油的分离性能。探讨了溢流分率、溢流口直径、进料浓度、入口直径、尾管长度、进料流量及温度等对旋流器分离性能的影响。结果表明 ,上述参数均存在最佳结构尺寸和操作条件。在压力降为 0 3～ 0 5MPa时 ,旋流器的油水分离效率可达 99% ,即可将含油污水的含油量从 1 0 0 0ppm降到 1 0ppm。所得结果可用于指导含油污水除油用旋流器的设计和操作