深层气井封隔器胶筒力学行为仿真

以深层气井测试作业过程中常用的RTTS封隔器为对象,采用ANSYS软件建立了封隔器胶筒非线性材料大变形接触问题的力学模型,开展了坐封后胶筒的受力与变形规律研究,并对影响封隔器密封性能的各种结构参数和材料参数进行了敏感性分析。分析结果表明,胶筒高度越高、胶筒硬度越小,越易坐封;胶筒厚度越小、胶筒高度越高、胶筒摩擦因数越小,胶筒与套管间接触力越大。需要特别指出的是,存在一个胶筒坐封最容易的中等厚度,存在一个胶筒与套管内壁接触力最大的胶筒硬度,随着摩擦因数的增大,胶筒与套管内壁间接触力减小,摩擦力增大。     

改性聚四氟乙烯在不同温度下对泛塞封密封性能影响

在20℃、60℃、90℃三种温度下分别对PTFE、10％碳纤维PTFE和20％碳纤维PTFE进行拉压试验,得到三种材料在不同温度下的拉断伸长率和拉伸强度.对三种材料制成的泛塞封在不同温度、105MPa下进行有限元分析,仿真结果表明碳纤维含量越高的材料,唇口处最大Mises应力值越大;随温度升高,三种材料的密封件越不容易发生拉伸破坏;碳纤维含量越少的材料,受拉伸程度越小.阀杆进行上下移动时,内唇应力值变化幅度比外唇应力值幅度大;上行程有利于密封的实现;靠近内唇端部的部分,受阀杆移动影响越大.     

超深井生产测试用连续管的安全性评价

连续管具有起、下速度快,能实现钻井液连续循环,易于实现钻井自动化和智能化等优点。但由于存在管径小、管壁薄、使用寿命短等问题,有必要对连续管在超深井内工作时的工作安全性进行预估与评测。结合工程实例,用有限元分析方法对现有QT900连续管在超深、高温高压井内生产测试作业进行安全性评价。评价结果表明,现有QT900连续管在超深、高温高压井中测试作业时的工作安全性很低,特别是当连续管内、外压差过大时,可采用向连续管内注入高压液氮等措施使连续管内、外压差趋于平衡,提高连续管作业安全性。     

高压气井环空压力管理图版设计与应用

环空带压是国内外气田普遍存在的气井完整性管理技术难题,科学的环空压力管理能够有效缓解环空带压问题的恶化,保证油气井的长期完整性。但目前国际上应用广泛的几种环空压力管理技术均无法满足中国石油塔里木油田公司(以下简称塔里木油田)超深层高压气井的管理要求,急需一套适合于该公司超深层高压气井的环空压力管理技术。为此,基于国内外现有的气井环空压力管理技术,综合考虑超深层高压气井A环空对应所有井屏障部件在不同生产和关井工况下的安全性,创新了一套A环空最大允许压力曲线和A环空最小预留压力曲线的计算方法 ;同时,兼顾安全性和可操作,通过进一步优化B、C、D环空最大允许压力计算的考虑因素和安全系数取值,提出了一套B、C、D环空最大允许压力计算新方法 ;进而设计完成了一套高压气井环空压力管理标准化图版。该项技术已在该公司所有高压气井进行了推广应用,有效地支撑了塔里木油田超深层高压气井的安全高效开发。     

高压气井环空压力许可值确定方法及其应用

对于高压气井,在采气过程中环空带压现象非常普遍。环空压力过高可能导致潜在的安全生产事故;若环空压力过小,则井口处油套压差过大,安全系数过低,油管长期疲劳生产,也易发生事故。因此,针对高压气井,有必要给出环空压力安全范围,以指导安全生产。为此,借助ARP RP90海上油气井环空套压管理和NORSOK D-010 油气井钻井与作业时的完整性等2个公认的国际技术标准,将带压环空进行了分类：油管-生产套管环间、生产套管-技术套管环间、两层套管环间,然后用承压构件的强度、水泥环及保护液注柱压力对气井环空的安全性能进行综合评价,给出了适合塔里木油田的高压气井环空最大、最小压力许可值的确定方法,用以指导高压气井的方案设计和安全生产。该方法已经在该油田展开现场应用,对于高压气井的环空压力安全管理具有重要意义。     

超深井连续管作业过程受力分析及实例计算

合理选用管柱-井眼作业受力模型及综合考虑摩阻因素是实现连续管作业受力准确计算的前提与基础。根据超深井连续管作业特点,考虑温度、井内介质流动阻力等因素影响,建立了连续管作业综合受力模型,用开发的软件实现了连续管作业过程中的受力、变形情况及井口注入头所需注入力的实时变化模拟。模拟结果表明,连续管上提作业安全余量较下放作业安全余量小,下放作业连续管弯曲情况更为严重,螺旋屈曲井段更长,造成附加接触摩阻占总摩阻的比例较大;对于井内压力较大的情况,建议下放作业时适当增大连续管填充压力,上提作业时适当减小连续管填充压力。     

特殊类型气井凝析气井井筒动态分析新方法

随着天然气勘探开发向地层深部的发展,一些特殊的如异常高温、高压富含气态凝析水、元素硫的气藏、凝析气藏不断涌现,并且所占的比例越来越大。对富含凝析水、元素硫的特殊类型气藏、凝析气藏,当温度较高时,地层束缚水、边底水和可动隙间水与烃类流体的互溶能力就较强,烃类流体中含水量就会增加,且随开采过程温度及压力的降低,元素硫会从烃类流体中析出,再用常规的烃类流体相态研究方法去指导开发这些特殊的气藏、凝析气藏,就致使该类气藏在开发方式、油气藏工程设计和动态分析方面产生一定的误差。在总结常规方法的基础上,综合利用垂直管流公式,结合气-液-液-固四相相平衡闪蒸计算,运用状态方程模拟,对其中的偏差因子、黏度等相关参数进行修正,建立了更为完善的气井井筒动态预测新方法;最后结合地层流入、井筒携液、携固模型,建立了更为综合、全面的气井生产动态分析新方法,该方法更适用于异常高温、高压富含凝析水、元素硫的特殊气井、凝析气井。根据文中建立的气井生产动态预测模型在数值求解的基础上,编制了相应的计算程序,可准确预测不同时期气井生产动态,改善数值模拟一体化动态分析效果,进行最优化生产。