基于OrcaFlex的水下采油树钻杆下放影响因素敏感性分析

针对东方1-1气田的海况,基于OrcaFlex专业海工软件建立平台钻杆下放采油树的仿真模型,研究了水下采油树在下放过程中钻杆的受力情况,以及采油树的运动响应问题。研究结果表明:在钻杆受力方面,下放过程中所受到的Von Mises应力以及弯矩都主要集中在钻杆上部靠近钻杆顶端处,在钻杆与采油树连接处有较小的应力集中和弯矩。在敏感性参数分析方面,风速对下放过程钻杆受力、弯矩以及水下采油树的运动响应影响很小; 海流流速、浪高、海况的方向角度对其影响较大,其中海流流速和浪高都是正影响; 不同的海况方向角度对钻杆的受力和采油树的运动响应有不同程度的影响。研究结果将对国内水下采油树的安装提供一定指导作用。     

陵水17-2气田水下采油树选型与功能设计

水下采油树是海洋油气开发的重要设备,在油气田开发中得到广泛应用,水下采油树系统的正确选型对于降低深水油气开发的初期成本和采油树的安全工作有重要意义。国外在水下采油树方面的技术已经相当成熟,在充分调研国外知名公司采油树的产品及其参数资料的基础上,在针对国内第1个自营深水气田陵水17-2的水下采油树选型中,从钻、修、产、弃、应急、开发模式等方面综合对比了立式采油树和卧式采油树的优劣,针对陵水17-2气田环境给出材料等级、压力等级和温度等级等工作等级,选出了不同公司适合陵水17-2气田环境的水下卧式采油树产品。最后,对包括油管悬挂器、采油树帽、阀门等在内的关键部件的选型和设计考虑因素进行了详细分析。研究结果对陵水17-2气田水下采油树的选型以及相应构件的设计有一定的参考意义。     

海上低渗储层裸眼测试及径向射流联作技术

针对海上低渗储层常规APR测试技术作业复杂、成本高昂又难以获得工业油气流的难题,国内外首次研发了海上低渗储层裸眼测试及径向射流联作技术。通过井身结构优化,喷射液、新型径向射流工具及联作测试管柱研发,该技术把径向射流技术和常规APR测试技术有机地结合起来。相对常规APR测试技术,避免了储层段下尾管固井、射孔及储层改造作业;相对常规径向射流技术,避免了单独起下管柱及压井环节,最大限度的保护了油气藏。该技术在南海西部某探井测试作业中成功运用,大大减少了作业时间、节省大量作业费用,为海上低渗储层测试作业找到了一条新路,有较大的推广价值。     

含蜡油井内部温度场的数值模拟分析

对于含蜡油井,控制油井出口温度是防止管壁结蜡,提高油井开采效率的有效措施之一.为了研究涂层在油井保温防蜡方面的作用,需要对井筒内部温度场进行模拟计算,以获得保温涂层所需的导热系数和涂覆厚度.基于油管材质、内外径、热膨胀系数、导热系数、原油流速和对流换热系数等,利用Landmark软件对油管内流动温度场进行计算,获得保温涂层的最佳涂覆位置.结合涂层保温效果模拟数据,优化保温涂层导热性能、厚度和最佳涂覆长度,最终实现油管出口温度大于结蜡凝固点温度,大大提高了原油的传输效率.     

海上“三低”油气田多功能气举测试新工艺

针对现有测试工艺不能满足海上"三低"油气田快速、高效、经济的测试要求,提出了通过钻杆-油管小环空注气进行气举的多功能气举测试新工艺,并相应优化了气举阀、气举工作筒结构,设计了油管插入密封装置和钻杆升沉补偿装置。现场应用效果表明:所提出的多功能气举测试新工艺具有快速诱喷排液(返排残酸、压裂液)、变深度测试求产、下钢丝绳作业取样等多种功能,成功解决了常规测试技术在处理海上"三低"油气田时遇到的困难,加快了测试速度,节约了作业成本,为海上"三低"油气田的地层测试提供了有效的技术支持。     

射孔-压裂充填防砂联作完井在深水气田的应用

为了缩短深水完井作业周期,降低完井作业成本,减轻对储层造成的伤害,并确保作业安全和完井质量,在国内某深水气田首次采用射孔-压裂充填防砂联作完井工艺。该工艺将常规射孔、端部脱砂压裂和砾石充填防砂作业集成于一体,采用POIT阀、地层隔离阀、自动灌浆装置、IRDV阀等测试和完井工具,1趟管柱完成射孔和压裂充填防砂作业。7口井的现场应用情况表明,采用该工艺整个作业安全、顺利,作业质量收到预期效果。与常规作业相比,该工艺节约作业时间约448 h,大大缩短了完井液对储层的浸泡时间,减轻了对储层的污染程度。     

基于APDL考虑地层弹性的自由套管段强度分析

为快速准确地探究地层弹性对自由套管段受力的影响,利用ANSYS软件及其二次开发语言APDL,开发了一种仿真模拟与数值计算方法。针对自由套管段密闭环空温度变化导致的环空压力变化,考虑地层的弹性约束效应,对套管-水泥环-地层组合体进行热-结构耦合分析,计算了自由套管段的等效应力和径向位移。研究结果表明:在地层高温场和内部流体高温场的联合作用下,生产套管与水泥环接触部位容易出现最大应力,尤其是在与水泥环顶端接触的生产套管内壁处容易出现应力集中现象,建议在该部位增加承力部件以减小应力集中;实际工程中,若套管内部存在压力作用,建议保留一部分环空压力,保留压力范围应结合套管结构参数、环境温度和内部流体压力等参数而确定;在环空泄压情况下,自由套管段的径向位移一直增大,其增大趋势不随套管是否存在内部流体压力而改变,表明泄压过程中自由套管段的直径在内外压差作用下逐渐增加;考虑地层弹性使得仿真模拟更加符合实际,从而提高了数值计算的准确性。所得结论可为套管的强度模拟及防止套管失效提供参考。     

水下采油树油管悬挂器传热计算分析

水下采油树是深海油气开发的关键设备,油管悬挂器作为采油树核心部件,其传热计算关系到后期油气的流动安全。以传热学理论为基础,分析水下采油树稳态和非稳态条件下传热控制方程及边界条件,对混合天然气比热容、导热系数以及对流换热系数等进行计算。采用数值传热方法建立水下采油树油管悬挂器传热的有限元模型,对油管悬挂器在稳态生产阶段和非稳态停机阶段的温度场分布进行数值模拟。稳态计算结果显示:油管悬挂器内壁温度关于X=0截面对称分布,最高为57℃,为生产的油气温度,最低温度出现在油管悬挂器顶部位置,为21.672℃;停机8 h后,油管悬挂器温度下降到21.66℃;在停机0.5 h内,温降幅度最大,油管悬挂器温度降到25℃,说明内部产出流体在关机初期和采油树本体间的热量交换剧烈;2 h后温度逐渐接近海水温度,最终达到稳态。     

径向射流甲酸盐喷射液研究与地面模拟喷射试验

在涠洲12-1S油田使用常规射孔效果产量很低的情况下,结合其储层特点,选择了近几年国际上兴起的一种油层改造增产的新工艺——径向射流,该工艺在海上油田尚属空白。而清水作为喷射液,虽然油气产量增幅明显,但与常规工艺相比,泄油面积较大的径向射流工艺实际增产远小于理论增产。为了在增产工艺基础上加强储层保护,针对涠洲12-1S油田特低孔-中孔特低渗-低渗储层,还存在中等偏弱-强的水敏、结垢和乳化堵塞等损害的特点,构建了国内首次考虑储层保护的径向射流甲酸盐喷射液体系,该体系具有较好的防膨性、防水锁性和配伍性以及较好储层保护性。径向射流甲酸盐喷射液于2012年12月在上海宏睿公司东营分公司基地进行了地面模拟喷射试验,取得了较好的喷射效果。     

文昌13-1油田水平井砾石充填防砂工艺优化与实践

水平井砾石充填防砂是近年来为延长水平井防砂有效寿命而发展起来的一种新工艺,该新工艺的优化和实施是一个系统工程,它与油藏开发、钻井及完井设计方案的优化和有关工艺技术措施的配套密切相关。在文昌13-1油田A6h、A8h、A3h三口水平井砾石充填防砂作业中,通过控制影响水平井砾石充填防砂工艺实施效果的主要环节,包括井壁稳定性控制、油气层钻开液选择、水平井轨迹和质量控制、砾石携砂液漏失量控制、砾石充填泵送方案设计和油层保护控制等工艺环节,取得了很好的防砂效果和油田开发效益。文昌13-1油田水平井砾石充填防砂的成功经验可为其他油气田水平井防砂方案设计提供参考。