高压水射流处理地层的机理及试验

介绍了高压水射流深穿透处理地层解堵的三种物理机理,即低频旋转水力波、高频振荡射流冲击波和空化噪声超声波。实验室测试了解堵工具的旋转速度特性、冲击压力特性和射流冲击压力随喷距的变化规律。结果表明,随着泵压的增加,解堵工具的旋转速度增大,射流对套管壁面及炮眼冲击力也随之增大。在泵压一定的条件下,随着喷距的增加,射流冲击压力逐渐减弱。在试验的泵压20.0MPa条件下,射流压力作用深度可达600mm以上。经辽河油田23口油井现场试验表明,高压水射流深穿透解堵技术平均单井增油幅度达20%～50%,有效率90%以上,有效期90d以上,是高含水期油田强化生产、增产增注、提高采收率的一种高效新技术。     

旋转喷头射流工具水力参数优化及结构参数优选

旋转喷头射流工具能产生高速射流，并且在射流反冲力作用下推动喷头旋转，形成复杂的旋转射流，可实现油管和套管高效清洗。以7 000 m井深条件下?73 mm油管为例，设计了与?44.5 mm连续管配套的?54 mm系列旋转喷头射流工具，开展了旋转喷头射流工具水力参数优化，并利用计算流体力学方法对工具结构参数进行优选。研究表明:当排量为270 L/min时旋转喷头射流工具的射流速度约为170 m/s，系统总压耗约为42 MPa，可以满足清洗要求；随着侧向喷嘴偏移半径增加，侧向喷嘴产生的反冲击力矩近似线性增加，其对壁面冲击压力先降低后升高；随着倾斜角度的增加，倾斜喷嘴对油管内壁冲击压力增加；转速在60~360 r/min内，倾斜喷嘴对壁面冲击压力变化不大；最优的结构参数组合为侧向喷嘴偏移半径12 mm、倾斜喷嘴倾斜角度75°、前倾喷嘴角度15°。该研究可为旋转喷头射流工具现场施工和参数优化提供指导。     

高压水旋转射流处理近井导层技术研究与应用

高压水旋转射流深穿透射堵是近年来发展起来的用于高含水期油井解堵增产增注新技术。该技术是利用井下可控转速的旋转自振空化射流解堵装置，产生高压水射流直接冲洗炮眼解堵和高频振荡水力波、空化噪声（超声波）物理解堵。从力学和物理的角度分析了高压水旋转射流解堵的基本原理，给出了井下有关水力参数的计算公式和方法，实验室研究了解堵装置的旋转速度特性、冲击压力特性和射流冲击压力随喷距的变化规律。介绍了该工艺选井条件     

旋转射流联合沉砂筒解堵工艺关键参数研究

部分油气井因井漏失返而无法建立全井循环,传统解堵工艺难以解决此类油气井的堵塞,为此开展了旋转射流联合沉砂筒解堵工艺研究.旋转射流联合沉砂筒解堵工艺是利用油管将高压水输送至旋转喷头形成旋转射流,破碎井底堵塞物,堵塞物被上返液运送至一定高度,在环空液柱升高漏失量增大或停泵等因素影响下,堵塞物沉积在旋转喷头上方的沉砂筒内,随着沉砂筒起出带至地面.利用固液两相流体力学对堵塞物进行了受力分析,推导出不同类型的堵塞物上返所需流速的计算公式,并根据力矩平衡原理推导出了旋转喷头正向喷嘴水力参数计算公式.卧51井采用旋转射流联合沉沙筒解堵工艺进行冲砂解堵,15 min冲砂进尺达9.98 m,解堵效果良好,表明该工艺可以较好地解决低压油气井堵塞的问题,为油气井解堵提供了新思路.      

高压旋转射流解除井下防砂管柱的堵塞

在油田开发过程中,防止油层出砂是维持油田正常生产的一项关键技术措施。对于出砂严重的油水井,即使采取了机械或化学防砂措施,也不能保证油水井长期稳产,此时必须提出防砂管柱进行更换。介绍了一种新开发的旋转射流解除井下防砂管堵塞技术,在设计整套井下旋转射流解堵装置的基础上,对喷头旋转速度-流体压力关系、喷嘴冲击特性等进行了室内试验,并在完全模拟防砂管工作条件下,利用样机进行了实际解堵试验。现场10多口井的试验结果表明,该技术切实可行,效果显著,具有良好的经济和社会效益。     

连续管配合高压水射流的海底管道解堵研究

目前我国针对海底油气管道的堵塞问题尚没有经济有效的处理方法。通过对海底管道的作业环境进行分析,并参考前人的作业案例,以连续管为下入工具,以高压水射流技术为解堵方案,对方案的可行性进行了研究。在建立下入工具最大下入深度计算模型的基础上,分析了高压水射流冲击堵蜡的作用效果。分析结果表明:将连续管作为下入工具,存在最大下入深度的约束;一定范围内射流压力越大,冲击深度越大,但是受喷嘴对射流结构的影响,喷嘴一定,其射流核心段和基础段的长度固定,冲击深度一定;水射流对于蜡的破坏作用明显,能很快解除蜡堵,射流压力越大,其解堵效果越好。研究内容为解决海底管道的堵塞提供了新方法。     

筛管解堵工艺技术研究与应用

大港油田非注聚区细粉砂油藏采用精密复合筛管进行防砂,会遇到筛管堵塞影响油井产量的问题,常规的酸洗、冲砂作业解堵效果不明显。研发了集酸洗解堵和水射流解堵为一体的筛管解堵工艺,通过酸洗使地层堵塞物松动、脱落、溶解,通过水射流工具对筛管内壁进行有效清洗。对筛管水射流解堵工具喷嘴的自激振荡脉冲射流机理进行分析; 运用数值分析软件Fluent建立了脉冲射流解堵数值模型,采用Standard k-ε两方程湍流模型,对筛管脉冲水射流解堵过程进行了数值模拟仿真。结果显示,在泵压相同时,设计的自激振荡喷嘴较普通射流喷嘴具有更大的射流速度和冲击力。对筛管解堵施工时需要的工作液及泵注程序进行了设计。室内试验证明,所设计的水射流工具达到解堵要求。该筛管解堵技术在现场应用中取得了良好的效果。     

油水井井下造缝解堵工具应用研究

对磨粒射流井下造缝解堵工具的研究设计作了解析.井下淹没射流割缝技术就是在水射流束中按一定比例混入固体颗粒(石英砂)作为磨料对套管及岩体进行切割的一种技术,为了方便现场工作,井下造缝解堵工具可带多对喷嘴一并下井,实现了不动管柱地面更换喷嘴.通过地面和现场实际验证,磨粒射流井下造缝解堵工具可实现一趟管柱割多对缝,满足了细分...     

高压射流解堵技术

高压射流解堵是一种通过从高压射流工具中喷出的高频、高速射流来清洗炮眼及解除附近地层堵塞的物理解堵方法。高压射流解堵工具由过滤器、扶正器、阻尼器和喷嘴头组成。来自地面的高压水流经过过滤器去机械杂质后，经过阻尼器内外两自激振荡腔，产生振荡干涉叠加，峰值压力提高对％，再通过喷嘴头上四个小孔射出，其中两股射流为周向射流，驱动喷嘴头作高速旋转，其余为径向射流，对于井街上的某一炮眼来说，将受到一连串脉冲水流的强有力冲击，使得炮眼结垢冲蚀，附近地层将产生疲劳裂纹并扩展，提高渗透性。高压射流工具在20～25MPa驱动…     

径向钻井高压水射流喷嘴内外流场分析

径向钻井高压水射流技术目前在国内外得到了广泛应用。对射流喷嘴内、外流场进行数值模拟分析将为选择合理的喷嘴结构以及为高压水射流破岩的进一步研究奠定基础。根据射流动力学原理,建立了单喷嘴轴对称淹没射流破岩的物理模型和数学模型,运用Fluent软件对径向钻井高压水射流喷嘴内、外流场进行了数值模拟,并分析了在不同喷距和入口流量下喷嘴内、外流场的规律。分析结果表明,射流轴线上存在速度衰减性、圆柱段速度保持性和最大速度偏移性;当射流冲击到径向井底后,在井底壁面上产生水垫,对喷头的推进产生阻碍作用;在径向钻井高压水射流中会产生滞止现象,将不利于钻井过程中岩屑的快速移运。