超深高温高压气井完井含伸缩管测试管柱的应力与变形特征

塔里木盆地MJ4井测试管柱长6 617 m,测试时井底压力为101.63 MPa,完井作业过程中管柱出现了塑性变形问题,迫切需要准确地确定管柱塑性变形究竟发生在完井作业的哪个阶段。为此,采用三维有限元分析方法,结合MJ4井坐封、压裂和试油3个典型的载荷工况,对管柱的变形和轴向应力分布进行了数值计算,总结了含伸缩管的完井测试管柱力学行为计算流程。研究内容主要包括:①提出了具有伸缩管的油管柱系统中伸缩管的伸长与闭合状态的判断依据,并给出了相应的计算原理和计算公式,计算了MJ4井油管柱伸缩管的伸长—闭合状态;②给出了水力锚咬合不良产生的封隔器环空附加压差载荷的分析计算方法,模拟了其对管柱系统变形行为的影响,指出了附加压差载荷对管柱的塑性屈曲变形有着重要的影响;③计算模型引入了侧向屈曲变形的限制,从而间接考虑了接箍刚度对屈曲变形的影响,计算分析了油管柱在各种载荷共同作用下的变形情况,得到的数值结果显示与观察到的变形现象相同。研究结果表明,MJ4井管柱的塑性变形发生在压裂改造施工阶段,各种形式的液体压力载荷及重力载荷是塑性变形的主要原因。结论认为,含伸缩管测试管柱的力学计算模型可作为优化施工和管柱系统结构设计的重要理论工具和分析手段。     

地面集输用柔性复合管开裂失效原因分析

近年来,柔性复合管由于其优异的耐腐蚀性和可盘卷性能,在国内油田被大规模推广应用。随着应用范围的进一步扩大,出现了部分失效事故。通过对国内某油田集输管道用柔性复合管现场截取的泄漏管段开展的外观尺寸、化学成分及物理性能检测等,分析引起其开裂失效的原因。结果表明该柔性复合管失效原因主要有两个方面:1)内衬层材料的维卡软化温度远低于实际使用温度和设计温度,在运行中将导致内衬层发生软化而使其强度明显下降;2)增强层纤维缠绕间隙较大且不均匀,由此导致该柔性复合管承载能力不足而发生了断裂失效。     

大北气田白垩系致密裂缝性储集层压力敏感特征

塔里木盆地库车坳陷大北气田具有储集层埋深大、岩性致密、基质孔隙不发育和裂缝发育的特征。实验研究表明,大北气田储集层具有强烈的压力敏感性,并且气层一旦产生压力敏感,会导致裂缝闭合,造成储集层物性的永久性损害,产量急剧下降。通过岩心压力敏感实验,确定了大北气田储集层产生压力敏感的静压力;在求取气藏所受构造应力场的基础上,结合地层实际压力,确定了大北气田不同构造位置气藏产生压力敏感的具体地层压力。在气田开采过程中,应在气藏压力降低到敏感值前及时采取措施,控制压力敏感的发生,以维持产量,提高采收率。     

轮南桑解油田稠油化学降黏新工艺

轮南、桑解油田部分储层原油沥青质含量高,生产过程中沥青质析出,造成井筒举升困难及地面集输管线超压,导致油井无法正常生产。为了解决上述问题,通过室内研究与现场试验,研发了一种耐高温、抗高矿化度的水溶性稠油降黏剂JN-1,并设计了3种针对不同油井管柱、原油物性特征的药剂加注工艺。该稠油化学降黏工艺解决了高温、高矿化度条件下高沥青质含量原油的井筒举升及地面集输困难的问题,实现了油井连续生产,现场应用14井次,累计增油16037t,累计增气257×10⁴m³。稠油化学降黏新工艺的现场应用效果明显,使高沥青质含量的稠油井实现高效连续生产。     

轮南、桑解油田连续清蜡柱塞气举新工艺

随着轮南、桑解油田地层能量不断衰竭,部分新井自喷生产一段时间后井筒逐渐积液,以及部分高凝油井举升过程中随着井筒温度的降低而析出蜡质造成流通通道的堵塞。为了解决这一系列问题,通过室内研究与现场试验,在原有柱塞气举工艺的基础上,创新研发出一套“柱塞内部中空带拉杆结构+柱塞外部密封带刮蜡片结构”的一体化柱塞气举新工艺。该工艺解决了处于临界停喷状态下的高凝油井举升困难的问题,实现了不关井连续生产,现场应用6井次,减少制氮车气举作业73次,减少机械清蜡作业122次,累计增油25 416 t,累计增气1 403×104 m3。连续清蜡柱塞新工艺现场应用效果明显,已在相关油田进行推广应用,初步实现了临界停喷的高凝油井的高效连续生产。     

轮南油田复合柱塞气举新工艺

随着轮南油田地层能量不断衰竭,大部分油井已经进入低压、低产阶段,常规柱塞气举井产量低、携液效率低,且该工艺间歇性开关井制度制定不合理时易导致井筒积液压死油层,造成经济损失。为了解决上述问题,通过室内研究与现场试验,采用多项工艺相结合的方式研发出一套“固定式多级气举阀管柱+浮动式中空快速柱塞+清蜡柱塞”相结合的复合柱塞气举新工艺。该工艺在前期柱塞气举技术的基础上进行了创新,实现了不关井连续生产,避免井筒积液,现场应用4井次共减少清蜡作业次数147次、减少制氮车气举作业LNA井2次、LNB井1次,并且复合柱塞运行增油1 096 t。复合柱塞气举新工艺现场应用效果明显,已逐步在油田进行推广,实现柱塞气举井高效生产。     

塔里木油田某联合站L245钢生产汇管腐蚀穿孔的原因分析

塔里木油田某联合站L245钢生产汇管在焊缝和弯管等部位频繁出现腐蚀穿孔现象。通过对穿孔管样壁厚测量、形貌观察、化学成分及金相组织结构、力学性能和物相等的分析,并结合现场运行工况,考察了其失效原因。结果显示:涂层失效露出金属本体后发生了CO_2腐蚀,在温度60℃高含氯离子情况下,加剧了腐蚀速率,是导致管线频繁穿孔的主要原因,并根据失效原因给出了针对性的建议措施。