复合射孔枪接头脱落的数值分析

在相同结构和装药量的条件下,复合射孔在井下作业能够产生较高的枪内压力,容易引起接头的剪切脱落失效。据此,从结构和内压角度,应用塑性动力学的数值方法和材料的破坏判据分析了引起接头脱落失效的几种因素。发现螺纹剪切破坏存在一定的时间序列和顺序,以及载荷与失效的规律,为防止井下作业中复合射孔枪接头脱落失效提供了技术支持。     

新型水平井复合射孔枪研究

大庆油田水平井通常采用的是φ139.7 mm套管,由于水平段起伏波动造成变形,使得套管内有效内径变小,需要研制一种在102型与89型之间的、适合在φ139.7 mm套管水平井内使用的新型水平井射孔枪。通过枪身材质优选、弹架结构设计、枪身连接结构设计和新型射孔弹开发,研制了新型95水平井射孔枪和新型深穿透射孔弹,平均穿深达到645 mm,比89型水平井射孔枪穿深提高29%,并且能够实现在水平井射孔段内任意方向定向射孔;研制了新型95型水平井复合射孔枪,检测了该枪的安全性能指标,优化出了最佳火药装药量。在大庆油田现场试验证明,新型95型水平井复合射孔枪完全满足水平井复合射孔的需要。     

射孔枪几个结构设计问题的数值分析

射孔枪在结构设计后的投产过程中,存在几个典型问题影响着射孔作业的顺利开展,如冲击载荷作用下的螺纹连接问题、射孔枪胀形尺度问题和影响射孔枪强度的盲孔问题.针对上述3个问题开展了数值模拟的研究分析,指出了妥善处理和控制结构设计问题的关键,给出了一些结构设计技术参数的量化指标.     

超高压射孔枪结构设计及数值分析

介绍了利用Pro/E三维设计软件建立超高压射孔枪数值模型,进行有限元分析和优化设计的方法。考虑射孔枪的密封和承压等常规因素,在超高压射孔枪的结构设计中综合3个关键因素:影响射孔枪整体强度的盲孔深度和形状;射孔参数和射孔枪之间的内在联系,如孔密、相位等的影响;射孔枪承受拉力载荷以及井内温度等因素对射孔枪抗压强度的影响。利用Pro/E的CAD和CAE功能完成超高压射孔枪的结构设计、数值分析以及多参数联合控制优化设计。经过试验验证,综合考虑以上因素设计的超高压射孔枪满足设计要求。     

数值模拟技术在射孔枪设计中的应用

基于拉格朗日和欧拉方法的理论为射孔器设计提供了理论基础,其后处理的强大图形功能能够再现射孔的过程,为设计者提供设计依据。仅以射孔器设计中的几个案例说明数值模拟技术的应用状况。     

如何预防复合射孔联作误起爆及炸枪事故

复合射孔是射孔技术与高能气体压裂于一体的高效完井技术。通过一次施工完成射孔和高能气体压裂两道工序，以达到油气井增产的目的。而这一过程是通过油管联接起爆器和复合射孔器来完成的。本文主要讨论了如何预防油管输送复合射孔联作误射孔及炸枪事故的发生，做到“零缺陷”射孔，减少事故的发生。     

水射流射孔对套管冲击压力的数值模拟

为了进一步认识水力喷砂射孔过程及射孔成孔的形态,分析了靶距、砂粒体积分数和喷射速度对套管射孔压力的影响。采用射流理论、材料冲蚀理论和计算流体力学,利用计算机仿真软件,对不同靶距、砂粒体积分数和射流速度下的喷砂射孔进行数值研究。研究结果表明,随着靶距的减少,套管壁上的射孔压力增加; 随着靶距的增加,套管壁上产生的射孔压力面积增加; 射孔压力随着砂粒浓度和喷射速度的增加而增加。该研究结果可为水力喷砂射孔及套管射开孔型的优化研究提供参考。     

水平井射孔完井数值模拟研究

用有限差分法对影响到水平井射孔完井后产量的因素——孔深、孔密、孔径、孔相位进行数值模拟，并对不同的孔深、孔密、孔径作了敏感性分析。     

泡沫完井液在负压射孔中的应用前景

泡沫完井液是一种新型的钻井液,具有良好的环保性能和使用效果。在负压射孔中的应用前景广阔,可以有效地降低井口压力,提高射孔效率,减少井壁塌陷的风险。此外,泡沫完井液还能够减少钻头磨损,延长钻头寿命,降低钻井成本。泡沫完井液在负压射孔中的应用将会得到更广泛的推广和应用。     

复合射孔枪泄压孔及装药量对环空动态压力的影响研究

采用实验室模拟套管实验装置和动态压力测试技术,对复合射孔器枪身泄压孔及火药装药进行系列单发射孔单元的爆炸实验,研究在不同枪身泄压孔径、不同火药装药量条件下射孔弹和火药爆燃所产生的压力对环空压力变化过程的影响,以及不同泄压孔径时相同载荷和标准泄压孔时不同装药量对枪身安全性的影响.对相关研究内容进行了数值模拟分析,给出了多个实测p-t曲线图.实验和分析结果能够增强对复合射孔技术的进一步认识,对枪身结构设计、装药设计、安全性及个性化设计方面提供参考依据.     

气井的流固耦合渗流场分析

针对气井生产过程中存在的流固耦合作用,在充分考虑真实天然气的偏差因子、密度以及黏度随压力变化的基础上,建立数学模型,利用COMSOL Multiphysics软件对应力场、渗流场进行耦合计算,得到流固耦合作用下的渗流场分布。从中提取井底上方20 m处切线上的地层压力、孔隙度、渗透率、渗流速度、气体密度、气体黏度等数据,进一步分析耦合渗流场的分布特点。研究得出:气井耦合渗流场中压力分布与常规数值分析得到的"压力漏斗"趋势相似,但压力数值偏小;由于应力场的作用,耦合渗流场中地层的孔隙度和渗透率是变化的,尤其在井底附近的减小程度显著,进而导致耦合渗流速度小于常规渗流场,最终影响气藏的开发动态;受压力变化的影响,天然气的黏度、密度分布也近似为"漏斗"趋势。结果表明,考虑流固耦合作用下的渗流场才是地下渗流的真实反映。     

磨溪气田水平井射孔卡枪原因分析及防范措施

在地层压力高的水平井射孔作业,常采用在重钻井液压井情况下完成施工,给射孔作业提出了更高的要求.磨溪气田水平井射孔出现了卡枪现象,为了弄清卡枪原因,从钻井液、井眼轨迹、井口落物、套管变形、枪管变形、枪管与套管间隙、射孔碎屑、射孔作业工艺等方面分析了卡枪原因,结合实例分析和现场应用统计得出了磨溪气田水平井射孔卡枪的真实原因,同时形成了一套防范卡枪措施.在后续的重钻井液条件下水平井射孔作业中改变了现场作业工艺,射孔后随即将射孔枪提至φ177.8mm套管,再没有出现卡枪现象,应用结果表明新的现场作业工艺行之有效.     

药型罩壁厚对聚能射流影响的数值模拟

利用ANSYS/LS-DYNA3D有限元分析软件,在同种装药条件下,分别对3种不同壁厚药型罩的127型石油射孔弹形成射流的过程进行数值模拟并进行对比分析,结果表明,壁厚为1.5 mm的药型罩产生的射流头部速度高,动能大.验证了该数值仿真模型的正确性,为新型锥形装药产品的开发提供了一种高效的设计方法.     

非平行界面地层对水平井双感应测井的影响

地层电阻率是影响油气评价的重要参数,感应测井是确定水平井中地层电阻率的常用方法。在实际测井环境中,地层上、下界面往往是不平行的,在测井解释过程中,这种非平行界面地层环境对水平井感应测井响应的影响是一个值得关注的问题。基于三维数值模式匹配法,通过正演数值分析,研究了地层界面倾斜时界面倾角、地层厚度、围岩电阻率、侵入带电阻率和侵入深度等对水平井双感应测井响应的影响。结果表明,在水平井中,地层界面倾斜对双感应测井响应具有一定的影响,其影响程度的大小与界面倾角有关。在非平行界面地层中,所得结论可为水平井双感应测井解释校正提供一定的理论参考。     

水平井碳酸盐岩裂缝型储层双侧向测井响应特性

由于水平井的测井环境完全不同于直井,因此直井中所建立的裂缝型储层的双侧向测井响应模型、解释方法以及特征规律不适用于水平井。采用三维有限元数值模拟方法,分别对水平井中碳酸盐岩裂缝型储层的双侧向测井响应与裂缝孔隙度、裂缝中流体电阻率、基岩电阻率、裂缝倾角以及泥浆侵入半径等的关系作了正演计算与分析,并总结了水平井中碳酸盐岩裂缝型储层的双侧向测井响应变化规律。该研究成果对水平井中碳酸盐岩裂缝型储层的测井解释具有一定的参考价值。     

无固相压井液沉降模拟实验研究

回收的压井液中含有很多的机械杂质、悬浮物以及油水混合物,如果不进行处理,在下一口井中使用时会造成一定的油层堵塞,失去了无固相清洁盐水压井液的最基本的性能,因此需对回收的压井液进行净化处理.在实验室内进行了压井液与井筒液不同混合比例对沉降的影响、普通井采出液的沉降实验和聚驱井采出液的沉降实验.结果表明,压井液与井筒液的混合比例增大,压井液密度降低,压井液体积增加;压井液密度越高,沉降速度越快,两相界面越清晰.对于聚驱井采出液,由于采出液有粘度,沉降速度降低,但压井液回收率有所提高.     

大斜度井双侧向测井响应数值模拟及电阻率各向异性校正方法

通过建立碳酸盐岩储层大斜度井双侧向测井响应三维有限元模型,分别模拟了井斜角、电各向异性系数对双侧向测井的影响,并制作了深、浅探测电阻率各向异性校正图板,该校正图板考虑了双侧向测井仪器的实际探测特性,比传统电各向异性校正公式具有更明确的物理意义。为了验证校正图板及校正方法的有效性,对四川盆地灯影组某碳酸盐岩储层钻取的水平方向和垂直方向岩心进行了高温、高压岩电实验,分别制作了该储层水平电阻率和垂直电阻率的温压校正图板,根据储层温度、围压条件分别校正水平、垂直电阻率,并求取储层温度、压力条件下电阻率各向异性系数。基于该校正方法对大斜度井储层双侧向测井数据进行电各向异性校正,结果表明,校正后大斜度井双侧向测井电阻率数据与邻近直井中对应储层段双侧向测井值具有更好的一致性,验证了该校正方法的有效性。     

大斜度井钻井液侵入储层电测井模拟算法研究

大斜度井的钻井液侵入机理及电阻率特征是当今测井理论研究的一个重要课题。通过查阅近年来国内外有关这方面的文献,系统总结了该领域的研究现状及进展情况,并对大斜度井电阻率测井响应理论模型和大斜度井电阻率测井响应算法进行了分析与对比,认为目前大斜度井的电测井资料解释仍然以直井理论为基础,由此也限制了以电测井为主的储层评价及相关的地质研究。根据大斜度井电阻率测井响应模拟存在的问题,提出了改进的算法。     

流速和环空偏心对泡沫携砂能力的影响数值模拟

泡沫流体广泛应用于油井的冲砂洗井作业中,携砂能力是衡量其性能的一项重要指标。利用FLUENT软件中的分散相模型对泡沫流体的携砂能力进行了数值模拟,得到不同直径的砂粒在同心环空和偏心环空中的携砂率,研究了泡沫流速和环空偏心对泡沫携砂能力的影响,并得出水平井泡沫流体冲砂洗井的安全携砂条件。从计算结果可看出,不同直径的砂粒在泡沫流体中的携砂率随环空倾角有不同的变化关系,携砂率随泡沫流速的增大而提高,环空偏心使得泡沫流体的携砂率降低,而且对接近水平段的影响尤为突出,对接近竖直段的影响较小。     

水平井不平整界面地层中感应测井模拟及影响分析

在水平井测井中,由于地层界面与井轴接近平行,因此测井仪器响应随地层电导率的变化规律与垂直井有着本质差别。基于三维数值模式匹配法,模拟了水平井中不平整界面地层双感应测井的响应特征;通过数值分析,研究了水平井中不平整界面地层的阶梯高度和阶梯长度对双感应测井响应的影响,为水平井测井解释工作中消除复杂地层界面对感应测井的影响提供了理论参考。