水力喷射射孔技术研究与应用

水力喷射射孔技术依靠高速流体来冲击破碎岩石，在地层中形成清洁的液流通道，降低油井表皮系数，提高油井完善程度、地层渗透率及采油速度。分析了水力射孔的破岩原理、参数计算以及适用范围。3种水力喷射射孔技术的地面试验研究表明，水力射孔技术可快速射穿套菅和水泥环，能够满足油水井射孔需要；现场应用表明，大部分油水井见到了明显的增产增注效果。     

水力喷射射孔效果初探

用理论分析和计算的方法对常规聚能射孔与工艺与水力喷射射孔工艺进行了评价对比。根据水力喷射射孔的渗流及假设条件与分支水平井基本一致的特点，利用分支水平井产能分析方法，对水力喷射射孔的产能效果进行了研究，并对影响其效果的因素进行了分析和讨论。研究结果认为，这两种射孔工艺对产能的影响基本一致，且孔深和孔密对其产能的影响较大；射孔效果方面，水力喷射射孔要好于常规聚能射孔，尤其是射孔难度较大的井和重点井，采用水力喷射射工艺会有较大；射孔效果方面，水力喷射孔要好于常规聚能射孔，尤其是射孔难度较大的井和重点井，采用水力喷射射孔工艺会有更好的产能效果，但使用过程中工艺，费用较高，可作为聚能射孔工艺的补充。     

油气井水力喷射射孔压裂管柱及配套工具

油气井水力喷射射孔压裂管柱及配套工具适用于油气井储层的分段射孔和分层改造,它是依据水力喷射射孔及水力压裂工艺原理而研发的。该管柱在直井和水平井中均可使用,尤其在水平井中优势非常明显。     

射孔工况下多喷嘴水力喷射工具冲蚀研究

大排量高砂比水力喷砂压裂的射孔过程中,高速流动的携砂液会对喷射工具表面产生严重的冲蚀损伤。根据喷射工具本体材料35CrMo钢的喷射式冲蚀实验,得到了半经验的冲蚀计算模型。结合DPM数值模拟方法获得射孔过程中工具内部的液固两相流场分布及壁面冲蚀速率,讨论了液相参数和固相颗粒参数对流经上、下游喷嘴颗粒含量及喷嘴入口区域冲蚀损伤的影响。计算结果表明,当工具内部流动达到稳定时,下游喷嘴的颗粒含量大于上游喷嘴的颗粒含量,下游喷嘴入口区域的冲蚀损伤更为严重,颗粒含量及冲蚀损伤的差异性在使用大排量、高黏度液体和大直径、高密度颗粒时更为严重。为防止因上、下游喷嘴颗粒含量差异较大影响射孔效率的情况,建议在实际生产过程中,使用携砂性较好的高黏度压裂液和低密度小直径的颗粒,在保证作业效率和工具寿命的同时控制施工排量。     

水力喷射压裂工具存在问题及完善

水力喷射压裂技术是集水力射孔、压裂、封隔一体化的增产改造新技术,井下工具是该技术成功实施的关键。江苏油田利用该技术已经压裂44口井、89段,成功率达96.7%。对于不成功的井,或技术实施成功、中途遇到异常的井,对井下工具进行重点分析,总结工具的磨损规律,对滑套密封不严、喷嘴磨损严重、保护盖板脱落、本体外表反溅伤害严重、施工压力异常等情况进行举例分析,结合理论研究,提出工具改进措施,有效提高了工具的使用寿命和水力喷射压裂的成功率。     

水力喷射定向射孔与压裂联作技术在水平井压裂中的应用

传统的水平井施工是通过油管传输射孔和分段压裂来进行的，为简化其施工工序，降低成本，在长庆油田多口水平井中应用了水力喷射定向射孔与压裂联作技术。结果证明了该技术是水平井压裂工艺中比较安全、高效的一种工艺。与传统技术相比，该技术具有井下工具简单、工序少等特点，一趟钻具可以压裂2～3层，明显缩短了施工周期，降低了施工成本。     

水力喷砂射孔压裂隔上压下工艺技术的实践应用

水力喷射分层压裂技术在复杂油气藏(低渗透油气田、多层、薄层)的储层改造中应用日益广泛,该技术常用于水平井、裸眼井、垂直井等新井的开发投产。在一些老井的储层改造或补层投产过程中,水力喷射分层压裂技术的应用则常受到老井生产历史的限制。本文介绍了一种隔上压下水力喷射分层压裂技术的工艺设计及现场实践应用。现场应用表明,该技术工艺简单,效果显著。     

水平井水力喷射多级压裂工具研制与应用

为了提高水平井水力喷射多级压裂工具的可靠性和耐用性,增加单井喷射压裂级数,研制了多级压裂喷射器及配套工具。水平井水力喷射多级压裂管柱主要由安全接头、内滑套喷射器、无滑套喷射器及单流阀总成等组成。喷嘴采用整体式喷嘴,材质为钨钴硬质合金,内壁有1层耐磨陶瓷合金强化层,可增大过砂量、加大压裂规模;内滑套进行渗氮处理,提高了内表面的耐冲蚀性能。现场应用结果表明,喷射压裂工具的使用性能可靠,喷嘴的扩径很小,且耐磨性能良好,得到了用户的认可。     

深穿透水力射孔技术及其应用

前言水射流技术应用研究始于1945年。而高压水射流技术则是这一领域近三十年来发展起来的一门新技术，目前正广泛应用于煤炭、化工、船舶、交通、建筑、石油等行业切割破岩、清洗除锈等。该技术的应用对提高工效、降低成本、减轻劳动强度及改善工作环境起到了积极作用。随着高压水射流技术基础理论和应用技术的发展，近半个世纪以来，它在石油勘探开发工程中的应用也取得了长足发展。国外80年代、国内90年代正在开展的深穿透水力射孔技术，是油田完井工程中增产、增注，提高原油采收率的一项新工艺，是高压水射流技术顺应当今世界“深穿透高…     

高压大排量水力射孔泵机组研制

国外已将水力喷射技术应用于油水井的射孔作业,由于引进的设备压力低、排量小,已不适用于大庆油田.研制了高压大排量水力射孔机组,由柴油机、三缸柱塞泵、控制系统等组成撬装结构,可实现远程监控.额定注水压力为50 MPa,最高注入压力为85 MPa,额定注入流量为300 L/min.为深井、低渗透油藏进行射孔作业,实现油水井增产、增注提供技术支持.     

射流泵在渤海埕北稠油油田的成功应用

埕北油田油井产能中等,原油密度为0.93～0.95g/cm3,地层条件下油的黏度为50～70mPa·s。该油田采用过的人工举升采油方式有射流泵、电潜泵和螺杆泵采油3种,其中以用生产污水为动力液的射流泵采油效果最好。射流泵运行周期长、检泵作业量少、生产效率高、耗电量小,动力液用量少,可使采油成本降低。文中对射流泵在埕北油田成功应用的经验进行了总结,并提出了完善埕北油田射流泵采油工艺的建议。     

水力喷射泵及其应用优势与效果

介绍了水力喷射泵的工作原理及三种地面动力与喷射泵的配套系统,其中电动潜油离心泵－喷射泵系统在同等条件下开采高粘、高凝油藏,一次性投资比电热杆低１５％ 以上,无故障工作时间一年以上;注水管网－喷射泵系统地面结构简单,投资少,见效快,对于解决注水管网地区油井的管柱偏磨、油稠、腐蚀问题具有明显的优势;磁传动多级离心泵－喷射泵系统采用了静密封,实现了无摩擦、无泄漏的动力传递,可在无人管理的条件下正常运行。井下泵的检泵周期达二年以上。喷射泵技术除了在普通采油井的生产中应用以外,在稠油井、高凝油井、低液面深井、高气油比井、斜井以及工况复杂的特殊油井中应用也获得了较好的效果。在油田地面集输泵站、注水泵站的污油、污水回收等方面,也具有独特的技术优势。实践证明,因地制宜、合理匹配是喷射泵现场应用取得良好经济效益的前提。     

水力射流复合解堵技术的研究与应用

针对安塞特低渗油田油层堵塞原因,研发了水力射流复合解堵技术,这种技术先使用酸液对地层进行解堵,再使用高压水力射流对地层进行二次处理,同时将物理、化学作用结合起来,提高了措施作用的深度和效果,在安塞油田取得了较好的应用效果,是一种处理油水井污染堵塞的高效增产增注技术。     

反循环平行管水力喷射冲砂泵

采用常规冲砂工艺或利用暂堵剂暂堵冲砂都无法在低压漏失井中建立有效循环,冲砂液全部漏入地层,不仅冲不出井底的砂,而且还经常发生砂卡等井下事故,为此,研制了一种反循环平行管水力喷射冲砂泵。该冲砂泵利用水力喷射泵没有运动件这一优点,依靠动力液与地层液的能量转换进行工作,动力液与混砂液沿着油管中心孔返出地面,喷射泵底端不安装封隔器,喷射泵内部装有1组喷嘴和喉管扩散器,同时实现进口、出口和吸入口有效结合,并配套双级管柱等其他工艺来实现低压漏失井的冲砂作业。现场应用表明,采用该冲砂泵可迅速彻底地排出井内砂子,提高工效1倍以上,作业一次性成功率达100%。     

底水油藏水力喷射钻孔产能及开发效果分析

针对陇东油田底水油藏特征,确定了水力喷射钻孔的合理位置;根据油田的实际油藏参数运用数学解析的方法,分析了影响水力喷射钻孔井产能的因素,研究了水力喷射钻孔技术对底水油藏的开发效果。结果表明,射孔孔深、射孔孔眼半径、射孔数和油层厚度等因素对油井的产能均有影响;水力喷射钻孔的孔深越深,射孔半径越大,射孔数越多,产能比就越大;且水力喷射钻孔技术在薄油层的开发效果好于厚油层。在底水油藏实施该项技术可以有效的控制底水锥进从而提高采收率。     

射流式水力降压实验研究

采用研制的射流式水力降压模拟工具及其相应的试验台架,对一种在常规钻井方式下有效降低井底压力的射流式水力降压方式进行了实验研究。着重研究了工具喷嘴直径、排量及安装位置距钻头距离对降压效果的影响。研究得出如下结论:(1)射流式水力降压工具的降压效果随排量的增加而增加,在排量为9 L/s,工具距钻头距离L=0,喷嘴直径N=2.5 mm情况下,井底环空产生最大压差为0.45 MPa,当L=6 m,N=3.5 mm,工具吸入口处产生最大压差0.58MPa,该处压差平均降低17.74%;(2)工具降压效果与工具安装位置及喷嘴尺寸选择有关,工具安装在近钻头处,降压效果最明显,过于远离井底,降压效果波及不到井底,L>2 m时对井底环空压降趋近于0;(3)射流式水力降压工具可以有效地解决窄密度窗口地层的涌、漏等故障。     

气井水力旋转射流清砂技术及其应用

在不同阶段、不同井况的井筒清洁施工作业中,虽然现有的常规水力冲砂、机械捞砂、化学解堵3大类井筒清洁技术取得了较好的应用效果,但由于各项工艺技术和工具自身的局限性,不能完全满足目前低压气井清砂作业的需要。为此,研制了带整体式旋转喷头和具有滤水、防挂卡功能的大直径沉砂筒的水力旋转射流清砂工具,形成了低压气井水力旋转射流清砂工艺技术。现场应用结果表明：在井下建立了局部循环,漏失量小,对产层回压小;作业管柱不受限制;沉砂筒长度可根据需要任意组合,一次捞获量大;能彻底清洁井筒和近井地带产层裂缝,从根本上解决了井下沉积物的堵塞问题。     

用于出砂井的水力喷射泵结构设计

油井出砂对地面设备和井下设备带来极大的危害。通过室内试验研究了地层砂在井筒内的流动和沉积状态,测定了不同粒径的砂粒沉降速度和一定液量下的极限携砂量。设计了应用在出砂井中的水力喷射泵采油装置,其特点是采用平行双管柱结构的水力喷射泵,合理设计泵内流道,尽可能保持液体匀速流动,适当提高液体流速,提高携砂能力。最后为防止液体停止流动导致砂堵排出管,设计了结构独特的沉砂管。     

水力喷射泵在特殊油藏开采中的应用

水力喷射泵具有独特的抽油工艺特点,适用于稠油井、高凝油井、超深井、高矿化度以及特殊探井等。在稠油油藏开采中,利用单一水力喷射泵和＂有杆泵＋喷射泵＂组合举升方式顺利将稠油举升到地面。现场生产数据表明,水力喷射泵能够实现深层稠油的顺利举升,组合方式还能使低液面井恢复生产,对低渗油藏具有明显的增产效果。     

大口径垂直液压弯管机的研制与应用

为满足西气东输管道建设工程需要 ,华北石油管理局第一油田建设公司研制出CYW— 12 19型垂直液压弯管机。这种弯管机由钢制机架、下模、上模、夹具、液压系统和内胎等组成 ,其工作原理是通过确定合理的支点和受力点并施加弯曲力矩 ,使钢管发生塑性变形 ,实现钢管的冷弯曲。弯管作业时 ,通过更换压模套件和相应的内胎 ,可对适应范围内的各种大口径钢管实施冷弯曲 ,最大弯管直径可达 12 19mm。西气东输管道工程第十五标段的工业性试验表明 ,所预制冷弯管全部达到西气东输工程有关技术规范标准