进行管柱受力分析时值得重视的若干问题

对于压力和温度不太高或不合硫化氢的油气井封隔器管柱受力分析都比较简单,但对于井深、压力高、温度高、含硫化氢的气井,管柱受力分析就比较复杂了。高温高压含硫深气井在进行封隔器管柱受力分析时需要考虑相当多的技术问题,特别是技术细节问题,只有做到这样才能抓住管柱受力分析的关键和根本,使管柱受力分析建立在可靠的工艺基础上,也才能使完井试油和完井生产封隔器管柱在使用过程中更安全更可靠,防止封隔器管柱受力分析中出现简单化、主观化、片面化等问题。为此,笔者结合高压高温含硫深气井封隔器管柱受力分析研究、设计、实践经验谈谈自己的一些体会。     

通过气井和管柱调配实现生产优化的实例

在油气藏特征和规模上，三角洲多层油气藏具有广泛的代表性。在这类油气藏的开发和现场管理中，井筒的优化设计是一个关键因素，将影响目前的地层供给能力，以及将来为满足产气需要而钻的井数。文中介绍了ＶＩＣＯ公司（印度尼西亚弗吉尼亚公司在Ｎｉｌａｍ气田上进行气井管柱调配的优化实施经验。管柱尺寸优化设计研究结果表明，在地层系数（渗透率与有效厚度的乘积）较高的气藏中，大尺寸的管柱对采收率没有明显的影响。经设计评估     

高压注水井套管保护管柱受力分析探讨

针对中原油田注水压力逐年增高及套损严重的问题,开展了注水井套管保护技术研究工作,其管柱由水力锚+Y341封隔器+大通径注水器+球座组成.该管柱下部可接入分层注水管柱,实现多层分注管柱的上部套管的有效保护,延长套管的使用年限.文章详细分析计算了该管柱在加压锚定前、坐封、注水等状态下的受力、变形情况.其结果可指导现场施工及今后的工具设计工作.     

底部支撑锚定分注管柱的研究与应用

华北油田注水井具有井眼深、温度高、斜度大等特点,曾经采用不同类型封隔器进行分注,但大部分分注井管柱有效期短,部分井管柱还出现起出困难甚至大修的情况,无法满足油藏分注的要求。通过对常规分注管柱井下受力的分析研究,论证其短寿命原因,提出了分注管柱底部支撑锚定的方式,从根本上解决了深井分注管柱上下蠕动的问题。此外,现有的封隔器用于多级分注时解封负荷过大且易上大修,研制出的新型逐级解封封隔器可以解决常规封隔器下井后的安全起出问题,具有一定的推广价值。     

华北储气库注采气井管柱优选研究

随着华北油田储气库群建设工作逐步展开,对注采井管柱优选是储气库安全运行的重要保证。通过对气藏注采方案下不同管径的注采能力、携液和冲蚀情况进行分析,优选出注采井管柱管径;同时,通过对比直井注/采过程油管的受力计算,和对丝扣连接强度校核\,抗内压强度和抗外挤强度校核,并考虑到温度和压力的作用,计算出管柱受力情况,进而优选出管柱级别。基于该方法优选的储气库注采管柱在储气库注采井得到采用,效果良好。     

新型三层分注管柱在渤海油田的首次应用

中海油渤海地区大部分油井已处于开发中后期,随着提高采收率压力的增大,很多老井需要注水、注聚合物等增产措施。由于层间矛盾较为突出、地质要求注水量大,原分注管柱不能满足油田分层注水的要求,开发了新型三层分层注水管柱,以渤海油田某井三层分注作业为例,介绍了作业流程、井下工具组合等。现场应用表明,该管柱施工成功率100%、配注合格率高,有效期长,是渤海油田实施三层分注的主要管柱。     

螺杆钻具井下磨铣管柱受力分析及改进设计

针对螺杆钻具磨铣钻削井下桥塞、水泥塞及类似钻削工作中管柱在井下所产生的巨大反扭矩的危害,在对磨铣钻削管柱进行受力分析的基础上,提出了改进方案,即"井下防扭装置"和"磨铣钻削管柱的配置",有效地降低了反扭矩带来的危害,改善了磨铣钻削管柱的受力状况。现场2口井的实际应用说明,改进后的管柱在应用上更为安全可靠,钻削用时比简易管柱缩短1/4~1/3。     

分层注聚管柱的研究与应用

分层注聚管柱主要由可洗井封隔器、配注器及底球组成.配注器采用环形降压原理,既能满足分层调配的需要,又可减小对聚合物的剪切.现场试验表明,这种管柱对聚合物的剪切率小于15%,层段合格率达到100%.这种管柱的研究应用可较好解决注聚过程中的层间矛盾,大大提高驱油效率,有利于提高采收率.     

气井产量分析的综合方法

本文描述了一种分析气井产量的综合方法。用电子气体测量数据，流入物／流出物的物性预测，物质平衡，管线水力模型等可大量复杂气井的产量进行综合分析，其最大优点在于对产量的预测更为准确。     

川东北三高气井测试管柱力学研究

川东北海相碳酸岩气藏地质条件复杂,气井高温、高压、高产使测试管柱在整个测试过程中载荷和变形变化复杂,给完井测试工作的安全、高效开展带来了挑战。针对川东北三高气井测试管柱工作条件和测试作业的特点,考虑管柱组合、管柱载荷、高温高压等因素及屈曲状态、井口和封隔器约束的影响,并综合考虑管内外流体压力、黏滞摩擦、弯曲失稳后法向支反力及库仑摩擦力的影响,给出了井下管柱载荷、变形计算方法与公式。在此基础上,使用可视化Visual Basic语言编制了测试管柱力学分析软件,并使用软件对川东北元坝1井测试管柱进行力学分析,证明了软件和数学模型的科学性和实用性。     

注水泥封堵技术在吉林油田深层气井中的应用

分析了常规井、特殊井注水泥塞的方法,通过长深12井现场应用,解决了吉林油田深层气井温度高、二氧化碳含量高、注水泥封堵成功率低的问题,形成了一套适合吉林油田的封堵工艺技术。     

贝克完井管柱试采工艺应用

针对南堡海上油田的特殊试油需求,采用贝克完井工艺。对该工艺的工艺性能及技术规范进行论证,取得南堡油田浅层构造带详细的地质资料。该工艺是油气井在经过常规地层测试后,自喷或非自喷井转入生产,采用专有的技术、设备实现油田持续、高效采油,具有成功率高,可靠性强,一次施工长期受益的特点。     

气井CT速度管柱完井技术理论研究

为进一步提高气井完井效率及延缓气井生产见水时间,根据连续油管技术与装备的发展需要,对连续油管作为速度管柱完井技术开展了理论研究。结合气体携液理论、井筒多相流理论及生产动态分析,提出了CT（连续油管）速度管柱完井设计的理论依据及方法,探讨了气井CT速度管柱完井存在的问题,并给出了相关的对策。通过安装小直径CT管柱实施一次完井或在现有生产油管内安装CT速度管柱实施二次完井,有利于增加生产流速、预防井底积液、提高气井无水采收率、增强积液井排液能力及确保气井正常生产。现场完井设计时,除了考虑CT管柱自身（与材料及性能相关）的成本外,还应重点考察CT管柱尺寸、抗腐蚀性、疲劳寿命、减阻性能等参数对气井完井生产的影响,以进一步完善该项技术。     

新型强注强采完井管柱的研究与试验

地下储气库短期调峰所需注采气量过高,存在冲蚀风险,导致常规气井完井管柱难以满足储气库高气量、强注强采要求,并且注采交变应力周期变化致使多数储气库井套管带压,难以保证储气库长寿命安全注采。为此,设计了新型强注强采完井管柱及配套工具。根据不同缩径尺寸对管柱冲蚀的影响,优化井下安全阀上、下两端冲蚀流动短节内径,应用可移除封隔器配合预应力完井可以减小交变应力对封隔器上、下端卡瓦的影响。利用PIPESIM和WELLCAT等软件模拟注采气、坐封和套管试压等不同工况下封隔器的受力,管柱收缩长度及管柱整体强度,为优化工具尺寸及补偿预应力提供了理论与数据支持。新型强注强采完井管柱已在现场成功试验11井次,作业成功率100%,注气阶段各功能正常,说明注采气完井管柱设计合理,能够满足储气库强注强采及安全控制要求。     

注水管柱的受力分析及理论计算

注水管柱在工作过程中受井口压力、注入量、井深、井温等的影响，会引起伸缩蠕动，导致封隔器解封或失效，影响分层注水的水驱效果。为了保障注水管柱有效合理地工作，应准确地掌握注水管柱的应力和铀向变形，合理地计算注水管柱的伸缩力和伸长量，为采取有效合理地预防措施，提供理论依据。     

高温高压气井测试管柱的横向振动与稳定性

从测试管柱内的气流流动诱发管柱横向振动与管柱稳定性的角度进行了分析。根据汉密尔顿(Ham ilton)原理推导了输送天然气的测试管柱横向振动方程,给出了测试管柱横向振动频率与失稳的临界速度计算方程,并讨论了管内流体流速对管柱的振动频率和稳定性的影响。结果表明,天然气在管柱内流动对管道的振动频率和稳定性有较大影响,管柱横向振动的固有频率取决于管道的抗弯刚度EI、管道的几何参数(跨距L、过流面积A)、管内流体密度ρ和流速v,且随着管内流速v、跨距L的增加,管柱横向振动频率呈下降趋势;高温高压气井高流速作用下的实际测试管柱在井筒中可能存在多处失稳,进而导致封隔器失封、测试管柱连接螺纹松扣甚至疲劳断裂等事故。     

注水管柱不同过程受力分析

注水井从管柱下入到正常注水,由于压力、温度等变化,往往引起管柱伸缩,这个伸缩量会引起坐封失效以致无法正常注水。从理论上分析了管柱下入、坐封和注水过程中管柱伸缩量的计算方法,为油田安全有效的注水提供了技术指导。     

优化气体采收率的生产管柱设计

气井生产管柱下放深度的优化设计,可以改善那些在产气的同时还有自由流体生成的气井的采收率.尤其重要的是对井的流出速度低于从井中连续运移和卸载流体所需要的速度的情况进行评价.亚临界流速经常出现在产液的低产能气井中,不管井筒中的流体是直接从地层中生成,还是由井筒内的气体凝析而成.分析时,一般都认为生成的流体可以是水,也可以是液态碳氢化合物.本文提出一个确定最高效率生产油管柱下放深度的优化技术工艺,它可以使井筒中生产的流体连续地卸载.在这种情况下,就可能得到最大化的天然气采收率.优化可以在一口井生产年限的单层完井作业中完成,或者是在井的生产期限内一系列的间歇井中插入,来选择油管的下放深度.在亚临界流速生产系统中井筒积液机械装置考虑使用机械井筒流出模型.在分析中使用一个复杂的储层流入动态模型来评估多层气体储层的流体流入情况,该气层产气的同时还可能产液.     

深层气井带伸缩短接测试管柱设计与应用

伸缩短接能有效改善测试管柱的受力状况，提高测试作业成功率，越来越广泛地应用到深层气井作业中，但如何对带伸缩短接测试管柱进行力学分析和优化设计，已经成为困扰现场作业工程师而又急需解决的技术难题。为此，首先建立了伸缩短接力学分析模型，在此基础上建立了带伸缩短接测试管柱在封隔器内不能移动情况下管柱、封隔器以及封隔器处套管的受力分析数学模型，并针对深层气井特点建立了管柱强度校核方法，为伸缩短接启动载荷计算、安装位置确定、长度设计以及管柱优化设计提供了理论依据。将研究成果应用于川东北元坝2井，对测试管柱重新设计后，使原本无法满足施工要求的测试管柱满足了高温高压深层气井的施工要求。     

海上油田在型注氮工程综述

本文介绍了墨西哥国家石油公司（Ｐｅｍｅｘ）下属的勘探开发公司（ＰＥＰ）针对产油１００×１０＾４ｂｂｌ／ｄ的世界级大油田原油产量下降问题,制定了大型注氮气项目、装置扩建以及钻井等计划。短期项目主要解决现有生产设施中存在的问题,长期项目以提高生产处理能力、原油储存和外输能力为目的。