高压水射流深穿透射孔试验研究

在前期研究高压水射流深穿透射孔机理的基础上,研制了新一代高压水射流深穿透射孔井下装置,并结合江苏油田油井的实际井况,研究制定了现场选井条件、水力参数、井下施工管柱组合、工作液配方和施工工艺等,计算了油管伸长量,实现了现场施工作业设备和施工参数的配套。现场试验结果表明,该技术可用于井斜角达45°的井中深穿透射孔,射孔速度可达2m/h,射孔深度可达2m,增产效果良好。     

围压下磨料射流套管开孔形状和时间参数试验研究

水力喷射径向水平井和水力喷射分段压裂技术可为低渗透等难动用油气藏提供两种经济高效的开采途径,应用高压磨料射流喷射进行套管开孔是其中关键技术.在分析了磨料射流工作机理的基础上,采用专门的围压装置及相应的试验台架,对磨料射流在围压下射穿套管的形状和时间参数进行了试验研究.着重研究了喷嘴压降、围压、喷距和喷嘴直径对射穿套管时间的影响,得出以下结论:随着喷嘴压降的增大,射穿套管时间缩短;随着围压的增大,射穿套管的时间延长;随着喷射距离的增大,射穿套管的时间延长;随着喷嘴直径的增大,射穿套管时间缩短.在本试验条件下,磨料射流射穿套管的孔径在10～14mm,射穿时间在18～330s范围内.     

自进式旋转射流钻头破岩效果

利用有限的排量实现高效的破岩效率并尽可能增大径向水平井眼的延伸能力是实施新型径向水平井技术的关键,射流钻头的性能是该关键技术要解决的首要问题。在多孔射流钻头的基础上,设计研制了自进式旋转射流钻头,分析了其工作原理,并通过试验对自进式单孔旋转射流钻头、自进式单孔直旋混合射流钻头、自进式多孔旋转射流钻头以及自进式多孔直旋混合射流钻头随时间、射流压力和喷距的破岩钻孔规律进行了研究。研究结果表明:当喷距范围为9~12 mm、射流压力为20~35 MPa时,在相同的射流压力和喷距条件下,自进式多孔直旋混合射流钻头的破岩效果优于自进式多孔旋转射流钻头,其中1+4孔的多孔直旋混合射流钻头的破岩效果最好。设计得到的新型射流钻头可以提高径向水平井的钻进速度。     

塔河油田深井脉冲空化射流钻井试验研究

塔河油田深井钻井水力能量利用效率低、机械钻速低、钻井成本高,严重制约了勘探开发速度。针对该油田钻井实际情况,结合二开φ241.3 mm井眼地层、钻具组合和水力参数,利用水力脉冲空化射流钻井技术提高机械钻速。该技术配合常规钻具和复合钻井钻具组合使用,脉冲空化射流发生器耦合脉冲射流和自振空化射流,改善井底流场及岩面应力状态,提高钻速。该技术在塔河油田进行了4口井5井次的现场试验,在常规泵压、排量、钻井液密度等参数条件下试验井深达6 162 m,试验井段与邻井相近井段在相近工况下机械钻速平均提高33.3%~74.3%,单套钻具纯钻时间超过260.0 h。试验结果表明,塔河油田二开井段砂岩、泥岩等地层配合PDC钻头应用水力脉冲空化射流钻井技术,能够很好地提高机械钻速。      

高压水射流深穿透射孔产能影响因素

高压水射流深穿透射孔技术是利用水力能量冲蚀地层,在地层中形成深度为1~3 m的大直径、清洁油气通道而达到增产增注的新型完井工艺。利用有限元数值模拟方法研究了钻井污染带存在情况下,射流射孔的孔径、孔深,地层污染带厚度、地层各向异性和布孔方式5个参数对射孔井产能的影响。研究结果表明,孔深是影响产能的主要因素之一,当射孔深度超过1.5 m时,产能比为常规射孔的2~3倍。但随着孔深的增大,垂向渗透率对产能的影响变大。污染带厚度对射孔产能的影响也较大,对比相同参数下的产能比结果,污染带对产能有约20%的影响。高压水射流射孔尤其适用于薄油层的射孔作业。     

水力喷砂射孔辅助压裂填砂机理与现场试验

水力喷砂射孔技术可射穿套管和近井地层,产生直径和深度都较常规聚能弹大的孔眼.该技术在胜利油田滨南采油厂郑408-8井上首次进行了现场施工.喷砂射孔前该井处于停产状态,且压裂填砂无法施工;采用该技术后初期自喷生产,最高产液11.6t/d,产油8.7t/d,连续11个月一直维持自喷产量1.0～2.5 t/d.现场应用表明,该技术使用效果明显.     

水力喷砂射孔参数实验研究

通过室内模拟实验，对影响水力喷砂射孔能力的7个参数（射流压力，射流排量，射流磨料性质，磨料体积分数，磨料粒度。岩性和围压）进行了系统研究。初步得出了各参数对射流破岩能力的影响规律，实验表明，水力喷砂射孔能力随压力和排量的增加而增加；磨料粒度和体积分数都存在着一个最优值。磨料体积分数为6%-8%，磨料粒度为0.4-0.6mm；磨料的性质对水力喷砂射孔能力有一定的影响；岩石的性质和围压对射孔能力有很大影响；固定条件下存在着最大射孔深度和最优喷射时间。     

磨料射流技术用于石油管道表面预处理

从工作原理、工艺流程、技术参数、装置组成等方面 介绍已应用于胜利油田生产的磨料射流油管表面预处理生产线,应用证明：它具有处理质量好、速度快、无污染、操作简便等优点,是进行油管表面预处理的全新工艺.     

脉冲式井下增压钻井装置增压特性研究

基于脉冲式井下增压钻井装置的结构和工作原理,建立了其活塞增压模型,进而对其增压特性进行数值模拟研究。研究结果表明,流体增压是活塞运动和高压喷嘴节流共同作用的结果。当其他条件相同时,高压喷嘴出口流速随转速、活塞行程的增大而增大,并且增大幅度较高,增压压力受这3个因素的影响规律相似;高压喷嘴出口流速和增压压力都随高压喷嘴直径的增大而明显降低;随着钻井液密度增大,高压喷嘴出口流速和增压压力稍微增大。高压脉冲射流的脉冲频率只与转速有关,且随转速增大而增大,其他因素对其没有影响。该研究结果为后续的样机设计和现场试验参数的确定提供了依据。     

脉冲式井下增压钻井装置关键参数设计与分析

为了提高深井超深井的机械钻速,降低钻井成本,综合利用脉冲射流和超高压射流钻井的优点,设计了脉冲式井下增压钻井装置。介绍了其结构和工作原理,根据不同钻井状况有针对性地设计关键参数。根据研究,确定高压活塞作用力取为钻压的35%,PDC钻头钻井时高压活塞直径取30 mm,牙轮钻头钻井时高压活塞直径取35 mm,活塞行程根据钻头在井下振动的位移确定,取为25 mm,活塞频率为4和6 Hz,计算得到高压流体排量。由于脉冲式井下增压钻井装置内、外压差作用在传动轴上端面,具有水力加压作用,所以针对不同钻头钻井情况,进行水力加压作用力计算。