连续油管打捞连续油管工艺在低压低产气井中的应用

为了解决在低压低产气井生产管柱中打捞连续油管的难题,提出了连续油管打捞连续油管的工艺思路,并结合低压低产气井的实际特点,配套研发了一系列专用打捞工具,并将该工艺应用在塔里木盆地塔北隆起轮台凸起西端羊塔克凝析气田的T1井。研究结果表明:①射流解堵疏通作业通道、打铅印验证鱼顶形状、提拉测试确定上提载荷正常区间是打捞作业顺利进行的必要前提;②自旋引入工具可以实现连续油管的旋转打捞功能,抓获—剪切工具可以实现落鱼抓获以及极端情况下剪断落鱼的双重目的,防止作业管柱断脱进而造成更为严重的井下事故,而基于泵压的变化,抓获检测工具可以及时检测到鱼顶是否引入,有效避免引入过程中盲目施加载荷挤断落鱼的情况发生;③低压低产气井T1井长期关井且生产通道完全阻塞,同时作业通道存在着较多的变径位置,应用该打捞工艺进行了13次打捞,均将鱼顶成功引入且捞获,成功率达100%。结论认为,该工艺适用于空间受限情况下打捞连续油管的作业,可以为低压低产气井生产管柱内打捞连续油管难题的解决提供有效的方案。     

连续油管打捞连续油管关键工具研究与应用

针对用常规管柱打捞连续油管作业效率低、风险和施工强度高等问题,在调研连续油管作业技术现状的基础上,提出了连续油管打捞连续油管的思路,针对现场技术需求研发了专用打捞工具。通过模块化结构设计,在专用打捞工具中集成了鱼顶旋转引入、鱼顶检测、鱼顶抓获及剪切等功能机构,使其能够适应连续油管打捞连续油管的工况。模拟计算和室内试验证明,专用打捞工具的性能达到了设计要求。该专用打捞工具在塔里木油田X–1井?88.9 mm生产管柱内进行了13次打捞连续油管的作业,累计捞获井内严重遇卡的?38.1 mm连续油管2 851.87 m,捞获率100%,作业效率是常规管柱打捞作业的4倍,验证了专用打捞工具性能的稳定性。研究结果表明,连续油管专用打捞工具能够满足打捞连续油管的要求,可提高打捞连续油管的成功率和作业效率。      

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。     

新型自激脉冲射流装置实验与现场应用

自激脉冲射流能够产生较大的瞬时冲击能量,可进一步提升破岩、解堵和储层改造等作业的效率,提高油气井单井产量。利用流体附壁效应,结合反馈通道强制转向理论,研制了一种新型自激脉冲射流装置。采用有限元数值模拟方法对装置的结构参数进行模拟,分析了不同结构参数对装置性能的响应特性。开展了冲击性能物理模拟评价实验,对装置在不同排量下产生的脉冲射流冲击载荷进行了测试,并进行了大尺寸花岗岩表面冲蚀物理模拟实验,根据花岗岩试样内部和表面的破坏形态得出了脉冲射流破岩特性。使用该装置在新疆油田石西区块实施储层改造,通过现场试验对比增产效果。研究结果表明：进出口比对喷枪内腔压力幅值敏感性最强,反馈通道截面积比对装置频率敏感性最强;随着排量的增加,装置出口脉冲射流冲击载荷极值、幅值均近线性增长,且冲击载荷有明显的脉冲波动效应,充分说明了附壁摆动腔有着良好的波动性能,可产生规律的脉冲射流;随着排量增加,自激附壁脉冲射流装置的喷枪内腔压力呈相应增长趋势,且具有良好的脉冲波动特性,喷枪内腔压力波动幅值随排量增加呈近线性增长;自激脉冲射流引发的花岗岩试样振动较连续射流更为强烈,加速度变化幅值为常规射流的3.4倍;新装置产生的脉冲射流具有更强的岩石表面破碎能力和岩石内部径向破坏能力;与不使用该装置的压裂施工相比,储层增产改造效果显著提高。研究结果不仅可为新型自激脉冲射流装置的研发提供新思路,同时可为压裂储层增产改造提供技术支持。     

一种新型流体附壁自激式水力振荡器及其射流振荡特性EI北大核心CSCD

为了降低钻进过程钻柱与井壁间的摩阻,有效改善托压、卡钻现象及提高有效钻压,设计了一种流体附壁自激式水力振荡器,其可使钻柱发生周期性轴向振动,改变钻柱与井壁间的摩擦形式,提高作业效率。通过理论分析和数值模拟方法阐述了装置原理,利用理论力学分析和Matlab编程方法建立轴向振动工况下管柱摩擦力数学模型;采用有限元数值模拟方法对振荡器进行参数敏感性分析,利用全尺寸物模试验对不同排量下装置的振动特性进行实测分析,并在连续油管加深钻进工程应用中验证了装置的振动减阻效果。结果表明:进出口比对装置入口压力的变化较为敏感,振荡腔腔长和排量对装置入口压力及频率均较为敏感;进出口比和排量的变化对减阻效率影响明显,进出口比与减阻效率呈负相关,排量与减阻效率呈正相关;装置入口压力极值、幅值随排量增大呈增长趋势,装置轴向振动位移幅度与泵注排量呈正相关;该装置可使连续油管钻井进尺速度提高128.6%,提速效果明显。研究结果可为流体附壁自激式水力振荡器的工业化应用提供依据。     

AM/AMPS/DM-16疏水缔合聚合物的合成及性能

以丙烯酰胺(AM)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)为主要反应单体,甲基丙烯酰氧乙基二甲基十六烷基溴化铵为疏水单体,采用水溶液聚合法合成了一种新型疏水缔合聚合物,适宜的反应条件是:反应温度50℃,单体质量浓度20%,疏水单体加量1.3%(物质的量分数),引发剂加量0.2%(以单体质量计),pH值为7。对聚合物的结构进行了表征,评价了聚合物溶液的性质。结果表明:聚合物结构与设计的分子结构一致;聚合物在170s-1下剪切2h后黏度保留率为78.2%;临界缔合质量浓度为0.4g/dL;90℃黏度保留率为61.2%;抗盐效果一般,NaCl加入量为0.5mol/L时,黏度保留率为38.2%。     

连续油管负压打捞管柱研制

随着油气田勘探开发技术的发展,水力压裂技术也随之发展。在对油气井进行投球分层压裂作业后,井内会遗留有球类落物,目前已有的打捞工具无法快速、高效地将其捞出,严重影响油气井的后续生产。利用射流负压抽吸原理,通过数值模拟、试验分析等优化方法,研制出一套专门针对球类落物的连续油管负压打捞管柱,并对其进行了多次模拟试验和入井试验,结果显示其在直井、水平井中的打捞效果均较好,成功率较高,为球类落物打捞难题提供有效解决方案。     

镀钨合金连续管的力学及耐蚀性能分析

镀钨合金技术已经在油管、套管、抽油杆等产品中得到应用,其镀层具有突出的耐磨性和耐蚀性。为了将镀钨合金技术应用于连续管,对制备的镀钨合金连续管样品开展力学及耐蚀性能检测分析。结果表明:制备出的镀钨合金连续管试样,镀层表面光滑、致密,厚度约54.93μm,硬度在688HV1.0;镀钨后样品拉伸性能未发生改变,镀层表现出较好的耐蚀性能;样品镀层具有一定的塑性,但在大变形或反复变形条件下,镀层塑性不足,易发生开裂;该镀钨合金技术应用于连续管,需进一步优化工艺,提高镀层塑性。     

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。