超深高温油气井永久式光纤监测新技术及应用

常规温度计及压力计难以满足塔里木盆地东河油田超深高温的井下条件,且仅能监测单点的温度和压力。鉴于此,引进了永久式光电复合缆监测新技术。该技术中的监测系统主要包括井下光电缆、井下压力计、封隔器、地面系统四大部分及相应配件,创新性地将温度监测光纤与压力监测电缆一体化封装、捆绑在油管柱下入,实现了全井筒温度及部分井段压力的实时动态监测。试验结果表明:井下永久式压力计监测结果与梯度测试结果误差小于0. 5%,光纤温度监测剖面与梯度测试温度剖面很接近;根据永久式光纤温度监测系统的井筒温度分布解释结果可反演油井的产气剖面,从而指导注气开发动态调整。永久式光电复合缆监测新技术解决了超深高温油气井动态资料录取困难的问题,可满足生产井和水平注气井等井不同类型的监测需求,具有极为广阔的应用前景。     

油田苛刻环境中2205双相不锈钢的腐蚀行为

模拟了油田酸化完井全过程和产出工况,结合电化学分析研究了2205双相不锈钢在这两种环境中的腐蚀行为。结果表明:试验钢在含CO_2气体的地层水中发生轻微的均匀腐蚀,在CO_2分压为4.80 MPa、试验温度为220℃下的均匀腐蚀速率仅为0.002 1mm·a~(-1);在酸化完井全过程腐蚀时,试验钢发生明显的铁素体相选择性溶解腐蚀,腐蚀速率最小为0.523 6mm·a-1,远高于其在含CO_2气体地层水中的腐蚀速率;在新配制酸溶液中腐蚀时,试验钢处于活化状态,腐蚀速率较大,在含0.1MPa CO_2气体的地层水中,试验钢阳极区出现钝化现象,腐蚀速率显著降低。     

不同内压作用下连续管疲劳寿命有限元分析

为了弥补理论计算难以准确预测连续管疲劳寿命的不足,用ANSYS Workbench有限元分析软件建立了工作状态的连续管三维有限元力学分析模型,给出了连续管疲劳寿命有限元分析步骤,分析了不同内压作用下连续管的疲劳寿命,考察了壁厚对连续管疲劳寿命的影响,并与之前文献通过试验方法得到的结果进行比较。研究结果表明:不同内压作用下,不同壁厚连续管疲劳寿命有限元软件计算结果与试验结果趋势相同,最大误差小于8.46%,平均误差5.84%~7.04%,满足工程精度要求,可以采用有限元方法进行连续管疲劳寿命分析;增加壁厚不仅可以增加连续管的强度,还可以延长其疲劳寿命。     

存在岩屑床的水平环空钻井液紊流CFD模拟

在钻井过程中,由于钻井液携岩效率的限制,在水平井段极易形成岩屑床。利用CFD(计算流体动力学)软件来模拟环空成床后的钻井液紊流流动规律,模拟结果与已发表的实验数据对比,验证了所选模型的正确性。环空岩屑床的存在将减小流核区的速度,但会增加岩屑床面附近的速度,有助于床面岩屑起动;增加岩屑床高度,环空摩擦压降会减小;随着岩屑床壁面粗糙度增加或岩屑床高度减小,钻井液流动时作用在床面上的切应力减小,不利于床面岩屑的起动;且在钻柱与床面交汇处容易形成屏蔽效应。     

库车坳陷东段差异构造变形特征及控制因素

库车坳陷东段不同构造带几何学变形特征和演化过程有所差异,依据最新的地震资料解释成果,对坳陷东段吐格尔明和东秋里塔格2个构造带的构造变形特征进行对比,在此基础上,结合生长地层特征和区域动力环境的转变讨论2个不同构造带的差异演化过程,并对其控制因素进行分析。结果表明:吐格尔明构造带为在古生代凸起和基底断裂基础上经后期构造活动改造而发育的断裂上盘断隆背斜,盐构造发育较少,整体上表现为均一构造变形;东秋里塔格构造带主要构造变形发生在新近纪以来,盐构造较为发育,分层收缩构造变形特征显著。导致这种差异的主要因素为各构造带遭受的应力、先存构造和盐岩沉积厚度不同。     

恶性井漏治理现状及展望

通过实例阐述了当前石油钻井工程中存在的诸多恶性井漏现象,包括溶洞型井漏,地下水层漏失,承压堵漏中的频繁性复漏和大量返吐现象。分析了治理此类严重井漏的多种现有技术的缺陷,现有桥浆/智能凝胶+快干水泥浆或者投树脂堵漏球+桥浆+快干水泥浆等方法,治理溶洞型井漏和地下水层漏失时成功率低;膨胀波纹管技术施工工期长,工艺复杂,成本高,配套工具质量可靠性差;堆积堵漏原理中常用植物堵漏材料抗温抗压抗腐蚀性差,常用矿物堵漏材料易破碎,堵漏材料颗粒彼此独立未胶结固化成一个整体。为更好地解决此类复杂井漏状况提出了新方法和新工艺,包括研发一种特殊封隔短套管解决溶洞型井漏和地下水层漏失;研制出系列新型承压堵漏材料和固化剂/热固性树脂复配形成新型桥堵浆,解决频繁性复漏和大量返吐现象。     

变应力条件下气体吸附对煤岩渗流特性的影响

煤层气钻采及注气过程中,在外力扰动下煤岩所受到的轴向或环向载荷出现较大幅度的变化,在应力的变化过程中,煤岩内部的孔隙与裂隙处于动态变化过程,导致煤层的渗透率也发生动态变化,且不同气体的渗透率变化规律存在差异。以宁武盆地9号煤层为研究对象,运用自行研制的三轴渗流实验装置,分别利用非吸附性气体氦、吸附性气体甲烷和二氧化碳研究在增加围压过程中渗透率随有效应力的变化,以及增加轴压至煤岩破坏过程中渗透率—应变曲线与应力—应变曲线之间的关系。结果表明,在增加围压的过程中,初始阶段煤样对氦的渗透率最大,其次是甲烷,最后为二氧化碳;随着围压的增加,有效应力增加,渗透率降低;在煤岩轴向加载至破坏过程中,渗透率—应变曲线与应力—应变曲线的变化规律基本一致,但渗透率的变化滞后于应力的变化,且气体的吸附性越强,滞后效应越明显。     

裂缝性碳酸盐岩酸蚀蚓孔数字化分析

在裂缝性碳酸盐岩储层酸压过程中容易形成酸蚀蚓孔,有效沟通渗流通道,而酸液滤失前/后裂缝表面形态的研究,存在着描述的量化问题。利用三维激光扫描仪对滤失前后裂缝壁面形态进行扫描及数字化处理,量化地描述酸蚀蚓孔。数字化分析研究表明,从数字化得出的裂缝壁面形态等值线图与三维图可清楚看到裂缝壁面酸蚀蚓孔形态;从裂缝间距等值线图和三维图可直接得到酸蚀蚓孔在不同位置处的大小;从裂缝壁面吻合度柱状图和裂缝间距分布柱状图,可得到酸蚀蚓孔不同间距的点云数量及其所占比例,计算酸蚀蚓孔体积,为酸压设计提供指导作用。      

外加厚P110油管接头的脱扣原因

某井Ф88.9 mm×6.45 mm外加厚P110油管接头发生脱扣,采用宏观观察、参数测量、化学成分分析、拉伸试验、金相检验以及不同扭矩下的实物拉伸试验等方法对脱扣原因进行了分析,然后采用有限元模拟进一步分析该P110油管的最佳扭矩。结果表明:采用较小的上扣扭矩时,会降低螺纹的连接强度,在遇阻时活动管柱,油管受到震动、井壁摩擦力及其他径向载荷,使螺纹产生反向滑动,发生松动形成脱扣。在不考虑螺纹几何公差配合、螺纹脂摩擦特性、螺纹表面镀层、上扣速度等因素影响的情况下,通过有限元模拟计算,认为在计算出的最佳扭矩下螺纹达到最佳状态(即过盈两圈时),考虑其他因素的影响,安全系数取1.25,实物上、卸扣试验也验证了该值的可行性。     

远探测声波技术在碳酸盐岩储层改造中的应用

准确的储层综合评价是储层改造的前提,常规测井可以准确描述井筒储层的发育情况,而远探测声波测井技术可以探测井旁约30m以内的储层发育情况,二者结合,可使储层描述更为精细。介绍了远探测声波测井技术在碳酸盐岩储层综合评价和储层改造设计中的应用。借助远探测声波测井技术提供的井旁储层发育层段可以更准确地确定射孔和改造层段,结合井旁储层发育的规模可以优化设计改造液用量。改造后的酸压测试解释得到的井旁储集体发育特征与远探测声波测井技术解释结论相吻合,二者资料相互印证,证实了远探测声波测井技术资料的可靠性及其在优化储层改造设计的成功应用。