连续油管分簇射孔管柱通过能力分析模型及影响因素研究

针对连续油管输送分簇射孔管柱存在下井遇卡的问题,考虑井眼轨迹、井筒约束、工具串变径结构、工具变形及连续油管屈曲效应等作用的影响,采用微元法建立连续油管输送分簇射孔管柱通过能力分析模型,分析连续油管输送1桥塞+2簇射孔枪管柱在井筒中的通过能力。研究表明:作业工具串下入过程不会遇卡,连续油管输送分簇射孔管柱能够下至预定井深3 850 m;直井段越长、水平段越短的井眼轨迹越有利于管柱的下入;射孔分簇数量越少、射孔枪规格越小、连续油管规格越大的管柱通过性更好。该分析方法可为现场连续油管射孔管柱作业参数优选和操作提供技术支持。     

上倾井泵送分簇射孔与桥塞联作技术

储层倾角、钻井井眼轨迹控制等因素导致一些页岩气水平井井眼轨迹上倾,上倾井电缆泵送桥塞与分簇射孔联作存在诸多安全风险。根据偏心圆环间隙流理论建立了上倾井泵送推力计算模型,给出了上倾井泵送排量及上顶排量的计算方法,并采用ANSYS-Fluent仿真软件对泵送推力计算模型进行了验证分析。通过研究形成一套上倾井电缆泵送桥塞与分簇射孔联作技术。应用表明,该技术可有效防止上倾井射孔管串在坐封桥塞和射孔过程中发生反冲下滑,避免电缆受损或被射流射断等工程复杂情况。     

桥塞与套管间隙对泵送桥塞影响分析及实践

针对页岩气等非常规天然气开发,应用ANSYS Workbench对泵送桥塞分簇射孔施工管串建立有限元模型,应用流体结构耦合仿真分析功能对影响液体冲击力大小的泵送排量、套管与桥塞间隙等因素进行仿真分析,获得泵送排量及桥塞外径、长度与液体冲击力的关系,为现场泵送施工及保障下井管串安全提供指导。     

水平井桥射联作电缆及其弱点的受力分析

在水平井桥塞射孔联作中,管串所处井段不同、作业状态不同,井下电缆受力也不相同.电缆弱点作为桥塞射孔联作的安全丢手部位与抗拉能力薄弱点,在水平井段泵送、上起管串时,易因井下异物、控制不当等因素发生弱点拉断、管串掉井等工程事故.分析水平井泵送、上起过程中的电缆受力,利用微分与隔离受力分析法,建立造斜井段电缆张力的计算方程,以及电缆弱点张力与井口电缆张力间的对应函数关系,形成一套确保水平井段泵送与上起时电缆弱点安全受力的数学模型.应用表明,通过数学模型计算得到的电缆弱点张力数据准确地反映了电缆弱点的真实受力状态,为水平井桥塞射孔联作的安全泵送、上起以及解卡提供了可靠的理论支撑.     

川南页岩气套管变形井分簇射孔管串 泵送工艺分析

川南地区的页岩气水平井的套管变形严重,影响分簇射孔管串的泵送作业时效和安全,成为制约页岩气高效开发的“卡脖子”因素。针对短期内无法完全消除套管变形的现状,分析套管变形后的主要形态与尺寸,介绍了利用CCL信号曲线与井口电缆张力变化快速判别套管变形井中泵送遇阻、遇卡的方法。对比研究了常规分簇射孔管串与小外径分簇射孔管串在不同井斜角的水平井段内的泵送参数匹配关系,当小外径分簇射孔管串的桥塞直径为ø85～88 mm、泵送设计排量为3.0～3.2 m³/min、泵送设计速度为2 500～3 000 m/h时,可有效确保变形139.7 mm(51/2英寸)套管内泵送作业的安全性及时效性。     

连续油管分簇射孔技术及应用

目前页岩气井的压裂工艺普遍采用快钻桥塞分段套管压裂,使用电缆传输泵送射孔枪及桥塞。这要求对第一段射孔后,实现井筒与地层的连通且要达到泵送射孔枪及桥塞的排量要求,方可实现电缆传输泵送射孔枪及桥塞。由于电缆传输在水平井所用的爬行器速度慢、可靠性差,因此连续油管传输射孔被广泛应用于水平井第一段的射孔。由于连续油管所用的防喷管高度的限制,对第一段分多簇进行射孔往往达不到泵送的排量要求,既增加施工时间,也增加了工作液的使用量,因此实现连续油管分簇射孔是非常必要的。为此,在常规液压起爆器的基础上,进行改进,使用两个液压起爆器,一个安装于射孔枪下端,传压孔为侧孔,通过环空加压起爆;另一个安装在射孔枪上端,通过连续油管内加压起爆,射孔管串中不接筛管。水平井连续油管传输分簇射孔技术在焦页9 2HF井首次应用,获得了较好的应用效果。并对三簇及三簇以上连续油管分簇射孔的实现提出了相关建议。     

连续油管隔板延时分簇射孔技术的现场应用

连续油管隔板延时分簇射孔技术是近年来国内外发展起来的一种连续油管传输分簇射孔技术,通过连续油管输送射孔管串,利用环空加压起爆第一簇射孔枪并依靠多级延时起爆装置延时起爆其他各簇。以Y1井的现场应用为例,介绍了射孔原理以及如何根据实际井况分析确定射孔器材和进行现场射孔施工的过程。通过分析其射孔效果发现,连续油管隔板延时分簇射孔技术具有井下适应性强、射孔成功率高、施工更为简便省力的优势,能有效弥补泵送桥塞+电缆传输分簇射孔技术无法满足异常井况的不足,为我国致密气藏、页岩气藏的多级分段改造提供新的且行之有效的解决手段。     

水平井射孔与桥塞联作管串泵送过程电缆张力计算模型

根据致密油藏水平井泵送式电缆射孔与桥塞联作技术的特点,考虑井身轨迹、联作管串结构,分析泵送过程中水平段射孔与桥塞联作管串的受力状态.结合力学平衡原理与质量守恒定律,建立了电缆张力计算模型.通过实例,分析泵送过程中沿井深的电缆张力分布,校核电缆强度,并研究泵速、电缆下放速度对电缆张力的影响,探讨电缆张力的控制方法.结果表明:井斜角、泵速、电缆下放速度是影响电缆张力的关键参数,其中泵速与电缆下放速度的协调控制对于保持泵送过程中电缆适度张力、保证电缆安全十分重要.     

定向分簇射孔技术在煤层气水平井的应用

为满足煤层气水平井分段压裂改造及减少煤粉产出和支撑剂返吐的需要,创新设计解决了射孔器360°范围任意相位定向、簇间动态导电、簇间密封等难题,并优选射孔弹、优化射孔管串结构,形成了1套水平井电缆泵送定向分簇射孔技术,并在多个煤层气区块成功应用。应用效果表明,该技术定向准确、簇间射孔孔眼相位一致,在煤层气储层压裂增产改造、减少煤粉产出及支撑剂返吐、保证排采连续性等方面具有明显优势。     

川庆钻探开发出电缆输送水平井泵送分簇射孔技术

<正>川庆钻探公司通过整合泵送程序设计、一次下井多次点火、复合桥塞和选发射孔器等多项关键技术,自主开发出电缆输送水平井泵送分簇射孔技术。该技术在岳101-78-H1井和龙浅3井进行了试验应用。岳101-78-H1井是安岳区块的一口重点开发水平井,具有射孔簇数多、射孔段多和水平井段长等难点;而龙浅3井是位于龙岗构造的第一口水平探井,具有井口压力高、井筒原油黏度大等作业风险。电缆输送水平井泵送     

旋转导向工具下入通过性研究

研究旋转导向工具通过大曲率井段的力学特征,对于水平井钻井设计和旋转导向工具选择有重要意义。为此,基于纵横弯曲梁理论提出了一种受迫变形条件下的刚性旋转导向工具下入能力分析方法,并考虑临界压力和井壁约束下的工具弯曲极限状态,给出了工具的挠度变化范围和下入安全性准则。采用过尺寸钻头复合钻进方式,旋转导向工具通过能力有大幅提升;对旋转导向工具实际下入过程进行通过安全性分析计算,考虑井壁作用和上部轴向力作用,对管柱施加一个轴向外载荷压力,得到实际下入过程的弯曲挠度值,校核旋转导向工具下入摩阻力和强度,工具可以安全下入,不会发生屈服破坏。研究结果表明,建立的计算模型有较高的准确性和较好的适用性,可以为现场钻井过程中大曲率井段旋转导向工具下入安全性评价提供指导。     

射孔测试联作管柱受力分析及井下仪器保护技术

结合现场实际,对射孔测试联作施工管柱进行了力学分析,重点分析了高压和射孔枪振动对管柱的影响,指出射孔瞬间在封隔段形成的高压是引起管柱振动的一种主要影响因素,提出管柱的减振方法。指出高压也是压力计损坏的主要因素。在此基础上,设计了管柱结构、井下仪器保护装置,提高了射孔测试联作成功率。     

侧钻水平井作业管柱的稳态拉力-扭矩模型及应用

根据侧钻水平井的作业过程,考虑井眼轨道、作业管柱的重力、液体的浮力、作业管柱与井壁的摩擦力等因素的影响,建立了侧钻水平井作业管柱的稳态拉力和扭矩模型,结合大庆油田第一口侧钻水平井的设计过程,给出了该模型的应用实例。     

侧钻水平井作业管柱的稳态拉力—扭矩模型及应用

根据侧钻水平井的作业过程，考虑井眼轨道、作业管柱的重力、液体的浮力、作业管柱与井壁的摩擦力等因素的影响，建立了侧钻水平井作业管柱的稳态拉力和扭矩模型，结合大庆油田第一口侧钻水平井的设计过程，给出了该模型的应用实例。     

油气井管柱冲击动力问题研究概况和发展趋势

钻采作业中经常遇到管柱冲击动力问题。具体工况包括：①射孔和爆炸松扣解卡时,炸药爆炸引发的管柱冲击振动;②用震击器解卡时,突然泄流和震击力引发的管柱冲击振动;③钻柱、套管柱、油管柱、抽油杆柱断脱或刹车不灵或操作失误,导致管柱沿井筒向下滑落冲击井底或泵阀,以及管柱下放时突然遇阻的情况。对文献的相关研究进展进行了评述,并介绍了油气井管柱力学三原理、油气井管柱动力学基本方程、油气井管柱的屈曲和拉力扭矩分析、钻柱动力学、直杆和薄壁管在轴向冲击作用下的应力和变形、以及有限元力学仿真的研究进展;最后,对管柱冲击动力研究的力学模型、数学模型、求解方法和预期结果等提出了建议。     

水平井钻井的几个基本理论问题再探讨

水平井已经成为提高采收率的常规技术,但在一些特殊地层、超长水平段的水平井上,还是暴露出设计符合率低和精细化程度不高、差异性较大的问题。文中就此分析了井眼形状、地层岩性和钻头结构对钻具增斜能力的影响,并在下部钻具组合大挠度分析的基础上,对动力钻具的弯度作另一种形式的等效分析,得出钻头侧向力的计算公式,并用此理论指导龙平1井施工,取得较好的效果。     

页岩气水平井泵送桥塞射孔联作常见问题及对策

泵送桥塞+射孔联作分段压裂近年来在国内外页岩气藏及致密气藏开发中广泛应用。在页岩气水平井泵送桥塞射孔联作分段压裂实践中遇到了泵送桥塞因压力高而不能泵送、桥塞坐封不丢手、桥塞坐封时电缆不点火、电缆点火后桥塞不坐封、射孔枪不响或2簇射孔只射1簇、连续油管射孔意外丢手等各种问题。针对所出现的问题进行原因分析,制定了防范措施和解决方案,现场实施后各页岩气井水平井段的压裂改造施工得以完成,所取得的经验和教训可供今后同类井施工借鉴和参考。