水平井完井管柱摩阻计算模型与仿真器

根据现场完井工艺和完井管柱受力情况,本文导出了一种简易实用的完井管柱上提、下放的载荷计算模型。进一步提出开发仿真器的基本思路和数值计算处理办法。实例计算表明,理论计算结果与现场实测结果基本相符,从而验证了计算模型的准确性。此项研究用于现场预测水平井完井管柱摩阻具有重要的实用价值。     

基于侧钻水平井完井管柱的摩阻分析

分析并建立了弯曲井段的受迫弯由摩阻计算模型,对新疆百口泉油田百鸟18井、8607井完井管柱入井的井口栽荷进行了计算.计算结果表明,所建立的摩阻计算模型误差小于±10%,验证了模型的准确度.该模型具有改进完井管柱的设计、使完井管柱下入阻力减小、预测实钻井眼中完井管柱下入的可能性等优点.     

水平井完井管柱摩阻预测模型建立与下入性分析

水平井井眼轨迹复杂,完井管柱下入到弯曲段后将与井壁大面积接触,所受的摩擦阻力将大大增加,使完井管柱发生大的变形甚至屈曲变形以致不能顺利下入。为此,分析了水平井完井管柱下入过程中的受力情况,建立了管柱三维摩阻预测模型,根据建立的模型,利用VB语言编制了分析软件。分析软件对井眼数据采用三次样条插值法处理,并采用建立的摩阻计算模型求出完井管柱在下入过程中的总摩阻力。实例计算表明,建立的摩阻计算模型有较高的准确性,所开发的软件可用于大斜度井及水平井完井管柱的摩阻预测。     

水平井完井管柱力学-数学模型建立

根据水平井井眼轨迹数据以及管柱上封隔器位置，建立了水平井完井管柱受力的力学模型，同时推导出了水平井完井管柱的有效轴向力的数学模型、管柱与井壁摩擦引起的附加力数学模型、流体摩阻引起的附加力的数学模型以及水平井造斜段曲率半径产生的轴向力的数学模型等。根据这些模型，文章开发了相应的水平井完井管柱强度设计的通用设计软件，建立了API油管和玻璃钢油管强度数据库。此力学-数学模型、油管强度数据库和所开发的软件在四川水平井气井中得到了应用，用开发的软件验证了4口井完井管柱强度设计。同时设计了两口水平井完井管柱的强度设计，证明了此力学-数学模型以及所开发的软件的实用性和可靠性。     

大位移水平井完井管柱力学分析研究

采用管柱动力学的原理和方法建立了可用于大位移水平井生产、作业管柱的设计与校核方法;编制了井下管柱力学分析软件.在大港油田大位移水平井(张海502FH井)现场试验效果表明,该项技术能较为准确地预测管柱起下过程的井口的动态载荷和管柱受力剖面,确定不同的管柱组合在特定的井筒中的最大下入深度,可以用来设计、校核大位移水平井的生产与作业管柱.     

侧钻水平井完井管柱及配套工具研究

分析了侧钻水平井管柱下入过程中摩阻力分析及强度校核的基本方法，对侧钻水平井完井配套工具进行了设计计算和强度校核，用力学理论对侧钻水平井完井管柱和配套工具进行了设计计算。     

普光气田大湾区块高含硫水平井完井管柱优化设计

为实现高含硫气藏“少井高产、安全高效”的开发目的,对四川盆地普光气田大湾区块碳酸盐岩储层采用了以水平井为主的开发模式。根据大湾区块气藏及流体特点,综合考虑国内外高含硫水平井完井工艺技术现状,选择一次管柱多级卡封,逐级投球打开各层滑套改造储层作为本区块水平井完井工艺,进而开展了管柱参数和结构设计,优化设计出高含硫水平井完井管柱：套管完井分段酸压管柱、裸眼完井分段酸压管柱、套管监测水平井分段完井管柱。该管柱通过8口井现场应用,首次实现了国内高含硫水平井分段储层改造,增产效果明显,为气田的安全高效开发提供了有力的技术支撑,也为类似气田的开发提供了借鉴。     

影响水平井摩阻因素与降低摩阻措施探讨

本文通过对影响水平井摩阻因素进行分析,提出了优化钻井参数、合理设计井眼轨迹、优选钻具组合和调整钻井液性能等几个方面的降低水平井施工摩阻的措施,对水平井现场施工具有一定的指导意义。     

顺南超深水平井分段完井管柱优化设计方法

针对塔中北坡顺南超深水平井的超高压、超高温特性及管柱设计矛盾突出问题,提出了一套用于超深水平井分段完井管柱的优化设计方法。对塔中北坡顺南某超深水平井的井筒压力、温度分布及油套管安全系数进行计算,并对完井管柱的尺寸、完井液密度和封隔器位置等参数进行优选,有针对性地制定了解决管柱设计难题的对策,完成管柱组合优化设计,得到了不同工况下的施工控制参数:在50 MPa平衡套压下,低挤酸液时最大泵压不得超过74 MPa;压裂排量为7m3/min时,预测泵压110 MPa;假设日产纯气20×104m3,预测油压53 MPa,不需平衡套压;关井时预测油压68 MPa,不需平衡套压;开采后期产能衰竭,纯气油压不低于14 MPa。基于优化完井管柱组合,对封隔器进行校核可知,各工况下悬挂封隔器和分段裸眼封隔器性能均满足设计要求。研究结果对类似完井管柱的优化设计有很好的借鉴作用。     

新疆油田浅层稠油水平井分段完井管柱下入技术

新疆油田稠油油藏具有埋深浅、储层结构复杂、地层非均质程度高等特点。为提高稠油资源的开发效率,在浅层稠油水平井中引入了分段完井技术。介绍了浅层稠油水平井分段完井施工工艺,分析了新疆油田浅层稠油水平井分段完井管柱下入的技术难点。在此基础上,建立了浅层稠油水平井分段完井管柱下入过程中的摩阻计算模型,并推导出了计算摩阻力的具体公式。建立的摩阻计算模型在新疆油田9口稠油水平井分段完井中进行了应用,用计算得到的摩阻力指导管柱下入,结果9口水平井分段完井管柱均一次准确下至设计井深,下入成功率100%。     

水平井摩阻计算新方法探讨

本文讨论了水平井套管摩阻的计算方法，批针套管视为柔性计算其摩阻是不合适的，应将其视为刚性的，并以此为条件，介绍了计算下入套管最大长度的方法。     

水平井钻井摩阻影响因素分析

针对水平井钻井作业过程中的减摩技术问题,结合我国水平井钻井作业现状,对水平井钻井摩阻的影响因素进行了深入分析,为提高钻井作业效率奠定基础。研究表明:在水平井钻井作业的过程中,会受到多种因素的影响,其中井壁对管柱的反扭矩以及轴向阻力为钻井作业的摩阻来源,摩阻主要受到钻井作业的参数、管柱的基本性能、井眼的基本条件以及钻井液等四方面因素的影响,相关企业需要根据自身的实际情况,选择不同的减摩措施,进而全面提高水平井钻井作业效率。     

水平井钻井的降摩阻问题综述

水平井钻井中钻柱摩阻随井斜角增大而变大，钻柱摩阻与井壁接触面积增大而愈大。文中在分析钻柱受力情况下，提出了降摩阻的措施，掌握影响井下摩擦系统的因素及其变化规律。     

陇东油田水平井摩阻分析及降摩阻技术研究与应用

2015年第二项目部在陇东油田实施水平井77口,平均井深2754米,平均水平段长803米,平均垂深1754米,有2口井下放摩阻达到50吨,严重影响井下安全和施工效率。本文分析了水平井摩阻产生的原因,形成了以改善接触正压力和摩擦系数为主的水平井降摩阻配套技术,并进行了现场应用。结果表明,通过优化井眼轨迹类型、靶前距和造斜率,增加下部钻具的柔韧性,改善钻具与井眼之间的间隙,采用CQSP-3钻井液体系等配套技术措施,可降低钻井过程中的摩阻,有效提高施工效率。     

用非线性有限元法预测南海水平井摩阻

将非线性有限元的力学方法应用于水平井钻井摩阻的预测,在此基础上编制了一套大位移水平井摩阻计算软件,并于1997年底用软件为南海西部涠洲12-1平台的4口水平井作了钻井摩阻预测。以涠洲12-1-SI2井为例,给出了各种预测和实钻数据,通过讨论,得出了一些有价值的结论。     

长水平段水平井钻进摩阻控制

长水平段水平井能够增加钻遇油层的长度和数量,提高单井油气开采量,在薄油层开发、海油陆采方面具有明显的技术优势。但由于水平段过长,钻进过程中面临着严重的摩阻问题。以胜利油田某长水平段水平井为例,采用有限元方法,从井身剖面结构参数优化、钻井作业参数优选等方面,分析其对摩阻的影响规律及其内在影响机理。研究结果表明,案例井造斜段曲率半径对长水平段水平井摩阻影响较为明显,应综合考虑地层特点、造斜率控制难度以及后期送钻能力进行合理选取;起钻过快会导致钻柱与造斜段上井壁摩擦严重,下钻时应平衡下入效率、钻柱变形和摩阻的关系,防止遇阻;复合钻进时低速区的转盘转速不会引起摩阻的明显变化。     

三维水平井钻具摩阻分析与计算

根据油气田开发的需要,三维水平井成为油气田开发的主要模式,也是油气田开发技术的发展方向。然而,在三维水平井施工中,钻具与井壁之间产生的摩擦阻力(以下称摩阻)增加了轨迹控制的难度,制约着水平段的延伸。由于钻井工程的特殊性,摩阻及扭矩理论较为复杂,模型不易建立。为此本文将利用物理受力分析、数学积分的计算方法对摩阻进行定性分析和定量计算。     

用非线性有限元法预测南海水平井摩阻

将非线性有限元的力学方法应用于水平井钻井摩阻的预测,在此基础上编制了一套大位移水平井摩阻计算软件,并于1997年底用软件为南海西部涠洲12-1平台的4口水平井作了钻井摩阻预测。以涠洲12-1-SI2井为例,给出了各种预测和实钻数据,通过讨论,得出了一些有价值的结论。     

水平井裸眼分段压裂完井管柱下入屈曲磨损预测模型及规律

针对水平井裸眼分段压裂完井管柱下入屈曲磨损的问题,使用微元法确定管柱轴力及摩擦阻力,采用能量法计算管柱临界屈曲载荷,根据White和Dason的"磨损效率"模型,建立了全井段管柱定量摩擦磨损量预测模型。基于此,探究了压裂级数、分段间距、油管规格对管柱屈曲及磨损的影响规律。研究结果表明:1压裂级数的提高使管柱中和点上移,每提升10级压裂,中和点约上移13.5 m,而分段间距长度和油管规格提高使中和点下移;2管柱屈曲风险随压裂级数增大而增大,随油管规格和分段间距长度增加而减小,每提升1 m分段间距长度,管柱最大屈曲风险位置的安全系数约提高0.1;3压裂级数与分段间距对管柱全井段磨损量影响较小,而油管规格提高使得管柱全井段磨损深度减小,但磨损面更宽。