滑动钻进中顶驱扭摆减阻控制技术研究

国内顶驱扭摆减阻技术尚不成熟,作业过程中设置的扭矩极限和扭转角度仍然依靠经验获取,与井下实际情况有误差,导致顶驱扭摆作业不能在安全的范围内发挥最佳效果。为此,建立了一种适用于扭摆减阻工艺的摩阻扭矩计算模型,并在此基础上开发出一套摩阻扭矩分析软件,制定了闭环扭摆减阻工艺实施流程。将软件应用于L26-1井和D202井,软件计算结果与实际测试结果误差较小,均在10%以内,符合现场实际钻井作业要求。研究的顶驱扭摆减阻控制技术能够安全高效地指导扭摆减阻作业,可有效解决滑动钻进过程中的托压问题。     

地面钻柱扭摆方法释放井下摩阻的研究进展

滑动钻井中井下钻柱摩阻的释放问题,是制约现代钻井作业向更深、更远目标快速钻进的难题。地面钻柱扭摆方法是一种最具有发展前景的释放井下钻柱摩阻效应的措施。详细评述了国内外机械扭摆运动/钻柱/井筒的相互作用规律、井下钻柱在地面扭摆运动作用下的力学行为特征、钻柱地面扭摆运动的行为控制方法等方面的研究进展,以此为基础,提出了地面钻柱扭摆方法释放井下摩阻效应的未来研究重点。     

PIPE ROCK钻柱扭摆系统应用评价

国外以斯伦贝谢公司Slider系统为代表的钻柱扭摆系统在常规滑动定向钻进时,取得了较好的减轻摩阻、克服钻进"托压"的应用效果,但国内钻柱扭摆系统仍处于试验与完善阶段。为此,从分析自主研发的PIPE ROCK钻柱扭摆系统的原理及系统构成、操作流程、使用方法、试验实钻结果等方面入手,结合与常规滑动钻进方式的技术效果比较结果,总结了该系统现场试验所取得的成果,分析了该系统的缺陷并提出了改进措施。研究结果表明:(1) L204井应用该系统前后的数据表明,扭摆钻井防托压效果明显;(2) Long016-H1井水平段共定向调整轨迹20次,使用常规滑动定向平均纯钻时效为64.3%,而使用钻柱扭摆系统的定向纯钻时效提高到83.4%,提升效果明显;(3)使用扭摆系统后,可以在钻进过程中不停钻调节定向工具面,使工具面保持长期稳定,提高了定向精准度;(4)钻柱扭摆系统目前还存在着自动化程度较低、需要人工实时调整扭矩设定值、使用效果受人员个体差异影响较大等缺点,因而有必要持续改进该系统以最终实现轨迹的智能控制。结论认为,该钻柱扭摆系统成功地解决了定向钻进托压难题,具有提高定向纯钻时效、提高定向精准度的作用,减少了定向次数和定向段长,大幅度提高了定向机械钻速和单趟钻的行程钻速,能够满足现场作业要求,具备工业化应用的条件。     

基于静摩擦扭矩释放的快速滑动定向钻井技术

由导向马达、随钻测量系统构成的滑动钻井仍然是目前的主要定向钻井方式。国外近年发展起来的一种依靠控制钻柱旋转扭摆的工艺方法,突破了滑动钻井工艺中马达导向所面临的局限性,同时费用又低于旋转导向系统。该方法以滑动动摩擦原理及其优势为基础,建立了钻柱物理模型,把滑动钻井时井下钻柱摩擦力的分布状态划分为3个典型区间:地面扭摆作用区、静摩擦区、反扭矩作用区;由自动扭摆控制软件系统对顶驱扭矩、钻头钻压和钻进速度的连续不断地测量,自动计算和最大限度地扩展地面扭摆作用区的长度(或减少下部动力钻具静摩擦区的长度),实现钻柱摩阻的减少,从而有效地提高了滑动钻井的机械钻速、提高定向作业纯钻时效,减少导向马达和钻头的损坏。实例运用结果表明:该方法能够提高机械钻速近50%,与常规复合导航钻井相比,节省了调整工具面角的时间损失,因而是一种极具发展前景的技术。     

快速滑动定向钻井工艺技术研究

近年发展起来的一种依靠控制钻柱旋转扭摆的工艺方法,突破了滑动钻井工艺中马达导向所面临的局限性,同时费用又低于旋转导向系统。极具发展前景的技术。     

基于液相色谱的原油组分分离及界面性能研究北大核心CSCD

目的对原油进行组分分离,结合界面张力测试结果和结构组成特征分析,进行原油不同组分与表面活性剂之间的界面活性研究。方法采用制备液相色谱技术对原油进行组分分离,考查原油及原油不同组分与阴离子表面活性剂磺酸盐和两性离子表面活性剂甜菜碱之间的界面张力变化趋势;采用气相色谱-质谱方法对原油不同组分的主要结构特征进行分析和对比。结果采用疏水型反相色谱填料,梯度洗脱方式,制备色谱可以将原油分离为6种结构组成差异较大的不同组分;以重烷基苯磺酸盐为表面活性剂时,不含芳烃的4种组分可产生超低界面张力(<1.0×10^(-3)mN/m),含少量芳烃的一种组分接近超低界面张力(~1.0×10^(-3)mN/m);以硫代甜菜碱-12为表面活性剂时,富含芳烃的一种组分可产生超低界面张力(<1.0×10^(-3)mN/m)。结论表面活性剂结构类型不同,产生超低界面张力对应的原油组分亦不同,原油组分与表面活性剂之间的界面活性关系较为复杂。     

钻柱扭摆滑动钻井技术在四川油气田的应用

定向井、水平井在提高单井产量和开发效益方面具有较大的优势,在四川油气田得到广泛应用,目前在磨溪-高石梯和长宁-威远页岩气区块新部署井中占到了80%以上,其提速提效意义重大。由于旋转导向钻井系统使用费用高、四川油气田主流井眼轨迹控制方式还是“弯螺杆钻具+随钻测量仪”的滑动钻井模式,普遍存在
由于滑动摩阻大导致的“托压”现象,滑动钻井速度往往不及旋转钻井速度的50%。近年来,国外发展形成了钻柱扭摆滑动钻井技术,通过专用设备控制顶驱带动钻柱持续正反转动,把上部钻具静摩擦阻力变为动摩擦阻力,进而降低摩阻!提高滑动钻井速度,为定向井&水平井提速提效提供了一种全新手段。基于四川油气田工程特点,优选斯伦贝谢公司的slider系统,详细阐述了在 GS001-XX井的作业过程和应用效果,为钻柱扭摆滑动钻井系统自主研制和四川油气田定向井、水平井提速提效提供了良好的技术参考。     

石油羧酸盐的研制及其在三次采油中的应用

介绍了以大庆原油馏分油为原料,采用液相氧化法生产石油羧酸盐的合成工艺。根据石油羧酸盐与烷基苯磺酸盐的协同效应,研究了两种国产表面活性剂的复配体系与大庆原油间的界面性能。室内研究结果表明,该复配体系能与大庆原油形成10^-3mN/m以下的超低界面张力,三元复合体系驱油效率比水驱提高20％（OOIP）左右。该项成果的应用可使三元复合驱成本降低30％以上。该项研究实现了配方的中试国产化,为在大庆油田大面积推广三元复合驱奠定了良好的理论和实践基础。     

喷射反应器磺化实验研究

采用液相SO3磺化生产石油磺酸盐的过程中,因纯SO3反应活性过高、反应迅速,而现有的反应器传质效果较差,导致磺化过程中易产生过氧化、过磺化等副反应,影响产品的性能。所以需要对磺化反应器进行改进,本文主要是用喷射反应器来替代釜式反应器进行反应,反应过程中控制实验条件,改变磺化剂的加入比例得到相应的样品,用全分析、液相色谱、质谱分析、界面张力检测等分析方法对样品进行分析检测,得出喷射反应器作为磺化反应器优于车间釜式反应器。     

典型聚合物溶液油水界面扩展黏弹性研究

使用Trackr全自动液滴界面张力仪,研究了聚合物种类和水质对聚合物溶液与十二烷的界面扩展黏弹模量的影响。结果表明,目前广泛使用的聚合物与正十二烷动态界面张力为32~34 mN/m,聚合物溶液与正十二烷形成的界面黏弹膜以弹性为主,相应的弹性模量比黏性模量高3倍以上,配制聚合物溶液水中活性组分和含盐量使聚合物的界面扩展弹性模量降低,对聚合物的界面黏性模量影响更复杂。     

YWS型油井产量微机测算仪的研制

为提高油田开发的经济效益，针对目前现场存在的计量问题，研制出了YWS型油井产量微机测算仪。该仪器集液面恢复法、功图法两种量油方法于一体，测量液面恢复速度和动图，通过软件判断和计算得到油井的日产量，也可仅测液面或功图，以观察油井的工作情况。该仪器代替了回声仪和水动力仪，拓宽了量油范围。经现场试验表明：仪器使用方便，测量准确，各井测量的相对误差均小于10％，达到了预定的技术指标。     

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混输管路清管操作实验和理论的研究对混输管线的设计及生产管理具有重要意义。为研究混输管路清管工况下的变化规律，建立了长380米、管径80毫米的混输清管实验管道，利用水和空气为试验介质，得到了混输管路清管过程清管器运行时间和运行速度变化规律，并得到了通过清管球压降的计算关系武。针对水平管路，建立了清管模拟的数学模型，编制了计算软件，用于预测混输管路清管过程中清管时间、清管球运行速度等。软件计算结果与实验数据的吻合较好。     

气井携液新观点

在假设气井中的液滴是圆球形的前提下,1969年Turner导出了气井连续排液最小流速和产量计算公式.实际运用Turner模型,往往出现气井产量大大低于计算出的最小携液产量而气井照样正常生产的情况.事实上,在高速气流中运动的液滴前后存在一压差,在此压差的作用下液滴会变形呈椭球体.考虑液滴变形因素,导出了新的计算气井连续排液最小流速和产量公式,计算出的最小携液速度和产量只有Turner公式计算结果的38%.实例对比分析表明,符合我国积液与没有积液井的实际情况.图1表1参4(李闽摘)     

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渍气体系含有一定的石蜡、胶质、沥青质等有机固机物质,当油气体系的热力学条件发生改变时,它们将从气、液中析出而沉积,给油气田生产带来严重的危害。气液固三相平衡理论研究和相态６计算能够确定油气流体发生固体沉积的热力学条件,并确定出不同热力学条件下的固体沉积数量,从而为防止和控制固体沉积提供理论依据和评价技术,以利于指导油气田开发开采工艺设计。文章根据正规溶液理论和状态方程以及 体热力学相平衡原理建立了     

考虑液滴形状影响的气井临界携液流速计算模型

为了判断气井是否积液同时优化气井配产,基于气流中液滴总表面自由能与气相总湍流动能相等的关系,建立了考虑液滴直径、液滴变形及变形对液滴表面自由能影响的气井临界携液流速计算模型(以下简称新模型):基于椭球体假设,通过分析液滴变形对液滴表面积及表面自由能的影响,建立起液滴最大迎风面直径的计算公式;考虑液滴变形对液滴所受曳力的影响,提出针对椭球形液滴的临界携液流速表达式;考虑液滴变形和液滴内部流动的影响,将Brauer模型基于圆球体的曳力系数计算值增大20%作为变形椭球体的曳力系数;基于能量守恒原理提出液滴变形参数与临界韦伯数函数关系式,并将计算结果下调10%;采用考虑气井压力和温度影响的表面张力计算公式。将新模型与Turner模型、李闽模型、王毅忠模型、王志彬模型和熊钰模型进行对比,并在44口气井开展了现场验证。结果表明,新模型的预测结果与气井的实际状况吻合最好。结论认为,新模型可用于对气井积液的判断。     

H级抽油杆许用应力计算API方法适应性生分析与改进

鉴于H级超高强度抽油杆良好的力学性能,2009年开始,在长庆油田推广应用,截至2015年年底应用井数已经超过2.6万口.但在应用过程中,一直沿用常规API许用应力计算方法,尚未建立针对H级抽油杆的许用应力计算方法,造成H级抽油杆杆柱设计保守,浪费严重,间接增加了油田开发成本.在分析API许用应力计算方法基础上,建立了基于H级抽油杆许用应力计算API方法,分析了主要影响因素,为H级超高强度抽油杆杆柱优化设计、合理利用提供了依据.     

顺序输送液体隔离塞最优长度的数值计算

针对最小混油量问题，对液体隔离塞在成品油顺序输送工艺中的应用进行了分析，分析了不同长度的液体隔离塞对混油量的影响，对隔离塞的最优长度进行了分析与数值计算，编制了用于求解液体隔离塞最优长度的数值计算程序。计算实例的结果表明，应用液体隔离塞时的混油量要低于两种油品直接接触交替输送时的混油量，同时在最优隔离塞长度下的混油量为最小，为求解顺序输送最优隔离塞长度提供了实用可靠的方法。     

冻土区埋地集油管线周围土壤的温度场模拟计算

欲评价埋于季节冻土区保温热管线的热工状况，首要的问题是计算管线周围土壤的非稳态温度场。本文针对双管流程集油管线的分离式保温形式，建立了计算温度场的数学模型，并采用有限差分数值理论对管线周围土壤的二线非稳态相变温度场进行了计算。     

用单井测压资料预测油气水界面方法的研究

用油气水井测压资料预浏油水、气水界面的通用计葬公式考虑了重力、毛管压力和水相压力未数三个因未的影响。     

提取抽油井回音信号中液位值的方法

分析了抽油井液位回音曲线的特征,给出了检测曲线中特性脉冲的电路原理,介绍了根据统计规律声速和液位值的方法,这种方法与计算机机结合可以消除在测量中人为读数和干扰的影响,使得测量变得精确,方便,直接,此方法在实际中已得到了较好的应用。