井下作业风险管理

井下作业施工过程中每年都有大量事故发生,为了最大限度的降低事故发生率,综合考虑井况、管柱结构、施工顺序等对井下流体压力及管柱强度的影响,给出了井下流体压力和管柱载荷、变形、应力计算公式。据此,可以指导管柱组合和施工参数选择,分析井下作业各阶段存在的风险。应用风险管理学提出井下风险预测与管理流程,通过《作业风险管理日报表》进行井下作业日常风险管理。     

流体流动对井下管柱长度的影响分析及计算方法

在工程实际中，井下作业管柱下到设计位置后，由于作业程序的需要，常常有流体循环。由于流体的黏滞作用，存在黏滞阻力作用在管柱内外壁上，从而引起管柱变形。井下作业管柱长达几千米，部分工程技术人员认为由黏滞阻力产生的管柱长度变化可能影响施工，甚至可能造成复杂或事故，在施工作业前掌握流体循环对管柱长度的影响，有利于作业施工安全和作业质量控制。通过对井下作业管柱内外受力分析，确定了流体循环产生的黏滞阻力对管柱长度的影响，提出了流体循环时管柱长度的计算方法，为现场技术人员提供了一种较精确的计算因流体流动造的管柱长度变化的手段。通过1口实例井的计算结果，得出了一般作业情况下的管内流体流动对工程质量控制不会造成致命影响的结论。     

井下导向保护器的研制与应用

常用尾管悬挂器（以下简称悬挂器）存在多台阶的特殊结构，给后期试采作业带来诸多不便，影响作业施工质量并带来井下问题。通过对井下导向保护器的结构、原理、特点的介绍及应用情况的汇总，表明井下导向保护器对通过悬挂器部位的井下工具及管柱有很好的导向扶正作用，能确保施工作业的顺利进行，避免一些悬挂器卡管柱事故的发生。     

下桥塞时井下流体运动分析

针对下桥塞中途坐封现象，文章考虑管柱的运动速度对井下流体运动的影响，提出了流体压力损失的计算方法。分析结果及实例运算表明，井下流体压力差导致桥塞中途坐封，管柱长度、管柱运动速度及流体流量是井下流体产生压力差的主要原因。据此提出了下桥塞时施工工艺的指导性意见。     

力学分析在压裂酸化管柱优化设计中的应用

主要就压力、温度变化显著的压裂、酸化管柱进行管柱力学分析和计算。在方案设计阶段或压裂酸化施工阶段详细分析管柱的受力、变形及强度，管柱载荷变化规律，给出管柱变形及强度计算．从而确定出各工况下的极限操作参数。控制管柱的施工作业参数、管柱内外流体工况、工具深度以及井口油压、套压等，确保各施工作业工况下管柱的强度及安全。     

海上完井管柱作业过程力学性能分析

为了确定出完井管柱插入封隔器作业过程中管柱内部流体的最优排量,从力学角度对井下管柱进行理论分析,建立了管柱力学模型,从流体力学角度建立了排量与井斜角及管体特征参数之间的函数关系,推导了最优排量的求解方法。建立模型时假设伸缩短节可作为支撑点,管体视刚度的增加主要来自于流体的压力差。结果表明,完井管柱的弯曲程度受井斜角、弯曲段管柱长度、半径及流体排量的影响,管柱下入过程的最优排量与井斜角、管体弯曲特征及流体性能呈二次函数关系;现场实例计算及作业验证表明,建立的最优排量求解模型与实际情况吻合,能够为现场作业提供预测指导。     

深水高温高压井隔热测试管柱技术

现有的深水油气井完井技术施工中通常会将部分完井液圈闭于套管环形空间内,进而在深水测试作业时圈闭流体受高温高压产层热流体的影响而产生井筒附加应力。为消除附加应力对井筒完整性造成的损害,设计了一种应用隔热管进行深水油气井生产测试的圈闭压力控制技术。依据南海深水高温高压井的典型井身结构,构建了测试过程的深水井筒热传导模型,通过基于典型井的井筒传热数值计算,分别对常规测试管柱结构及隔热油管测试管柱结构进行了圈闭环空温度场的数值模拟、圈闭压力计算。研究表明,深水高温高压油气井测试过程中,应用隔热管的测试管柱复配技术,可有效降低高温高压产层流体对套管圈闭空间的附加应力影响,避免了井下事故的发生。该技术为深水高温高压油气井的安全高效测试作业提供了一种新的有效方法。     

桥式偏心分注管柱电动验封技术研究与应用

桥式偏心分注管柱验封通常采用的机械验封技术存在着井下事故风险高、数据准确性低、工作效率不高等问题,为此开展了桥式偏心分注管柱电动验封技术研究。该技术通过地面控制系统实时监测的油管压力和地层压力的变化曲线确定封隔器密封性能。现场试验结果表明,该技术可以有效降低桥式偏心分注管柱验封时验封仪卡、掉以及密封段破损、脱落等井下事故的风险,验封结果更加直观、准确、高效。     

事故井打捞管柱扭矩分析及其应用

针对事故井在打捞过程中倒扣扭矩和套铣扭矩选择难的问题,建立了打捞管柱扭矩分析计算模型,利用扭矩计算模型对打捞施工过程中整个管柱扭矩载荷进行了计算,计算结果能够为打捞施工中合理的扭矩参数选择提供理论参考,为井下安全施工提供了技术保证,减少了打捞作业过程中管柱断裂、脱扣等复杂事故的发生,进一步提高了作业效率,降低了工程成本。     

高温高压深井天然气测试管柱力学分析

高温高压深井由于地层具有很大的不确定性,测试过程中油气产量、压力、温度等参数变化范围大,使得深井测试中易出现井下工具和管柱变形、断裂等问题。以测试井井筒压力、温度预测计算为基础,结合高温高压深井的特点,分析了压力、温度变化和流体流动引起的活塞效应、螺旋弯曲效应、鼓胀效应和温度效应对井下测试管柱受力和变形的影响,并建立了测试过程中井筒内温度、压力随井深变化的预测模型,编制了高温高压深井的测试管柱力学分析软件。该成果为高温高压深井测试管柱强度设计与校核、施工参数计算等提供了依据。     

东海凝析气层一体化测试管柱井下PVT取样技术

钢丝作业取井下PVT样品方式在海上凝析气层测试中存在用时长、圈闭易失效、安全风险高等问题。根据TCP+APR一体化管柱特点，将SPS保压单相取样枪及其托筒连接在测试管串上一并入井，通过控制环空压力激发取样枪并圈闭井下流体样品。该技术性能稳定，取样成功率高，样品质量可以满足油气藏评价要求，测试作业效率及安全性明显提升。以东海某勘探区为例，5年内共进行了13井次应用，取样成功率100%,累计节约作业时间超200 h。海上勘探油气藏类型越来越复杂，成本控制和高质量勘探要求下，一体化测试管柱井下PVT取样技术具有重要的现实推广意义。     

砾石充填服务管柱防窜力学分析及解决方案

海上砾石充填完井防砂作业中,井下工具的相对位置是影响其功能实现的关键因素。为了保证内层服务管柱与外层管柱的位置准确性、选择合适的井下负荷定位工具及最佳压载吨位,对充填作业中及作业后的服务管柱进行了受力分析,建立了充填流体作用于完井管柱的力学模型,并推导出井下负荷定位工具的最佳压载吨位,模型假设井下负荷定位工具为承载点,管柱轴向窜动负载受流体循环压差、管柱热胀冷缩以及管柱弯曲等因素的影响。试验井模拟试验和现场实例分析表明,管柱力学模型与实际作业情况基本吻合,验证了在砾石充填作业过程中使用配套井下负荷定位工具的必要性,为现场作业提供数据支持,并对异常情况进行预判。     

油气田井下作业事故分析与防控措施探寻

油气田生产中井下作业属于连续性野外作业,作业环境艰苦多变、流动性大、协作施工环节多、操作环节频繁,诸多不利因素下造成了井下作业的高风险性。本文阐述了石油行业安全生产事故的主要类型,分析了井下作业事故原因,探寻事故发生的基本规律,为井下作业风险防控工作提供借鉴。     

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高温高压深井测试管柱的工作力学分析是测试工程设计的关键技术之一。确定测试管柱结构往往要经过多种作业工况。如何控制测试管柱的施工作业参数及其测试管柱内外流体性质、掏空深度以及井口油压、套压等，确保各工况下测试管柱的强度及井下封隔器安全，其关键是在设计阶段详细分析高温、高压及高流速下测试管柱的受力、变形及强度，从而确定出各工况下的极限操作参数。文中在简述测试管柱构成及其施工工序的基础上，详细分析了各工况下测试管柱载荷变化规律，给出了管柱变形及强度计算的近似公式，以此确定出测试管柱的极限工作参数，进而指出了高温、高压深井测试管柱力学分析中尚待深入研究的问题和方法。特别指出在流动测试工况下高速气流对管柱的摩擦力、冲击力等对测试管柱变形及强度的影响，以及高速气流与测试管柱的动态耦联振动分析是高温高压深井测试管柱分析的特殊问题，应予以高度重视，以确保测试管柱的安全可靠及测试的成功。     

事故井打捞管柱扭矩分析及其应用

针对事故井在打捞过程中倒扣扭矩和套铣扭矩选择难的问题，建立了打捞管拄扭矩分析计算模型。利用扭矩计算模型对打捞施工过程中整个管柱扭矩载荷进行计算，可以确定井下管柱各个位置处的扭矩大小。根据井下各个管柱的安全允许扭矩值大小，进一步判断作业过程中井下管柱潜在危险点的位置，提高修井作业的安全可靠性。在落鱼管柱套铣过程中，利用井下管柱扭矩传递规律，     

井下风险管理系统设计及应用

井下风险管理系统可以用于预防和减少井下事故与复杂发生,提高钻井综合效益。以井下风险管理系统为研究对象,设计了井下风险管理系统体系结构及其工艺过程,探讨了井下风险多源信息融合技术、风险预测技术、风险识别技术和风险评价技术以及钻井作业参数智能优化技术等几项关键技术,并举例说明了BP神经网络法预测井漏风险的结果。研究认为:井下风险管理技术研究应在保障钻井安全的前提下追求成本最小化,以安全工程的基本原则作为指导思想,以信息技术作为基本手段,以跨学科技术融合作为研究重点。该研究成果可为井下风险管理系统开发及其相关技术研究提供参考。     

复合套铣打捞简的研制与应用

随着油田的进一步开发，井下事故频繁发生，套铣打捞工艺也就应运而生。复合套铣打捞筒是把工具下到鱼顶位置，套铣使下落物进入到找捞筒内，管柱旋转，打捞筒抓住落物随管柱提出井外。在十几口井的大修和小修作业施工中，进行了成功运用。实践证明，该技术省时、省力，有明显的经济效益，具有较好的应用前景。     

井下作业管柱力学分析软件及应用

井下作业技术作为石油和天然气勘探开发的重要工程技术和手段，近年来取得了显著的进步，做出了重要贡献。随着钻井技术的不断发展，井眼越来越复杂，对井下作业提出了更高的要求，以前单凭经验来进行操作的井下作业已经不适时宜了，经常造成各种井下管柱事故。井下作业管柱受力分析软件在设计过程中用于预测某些潜在危险，尽量避免作业事故发生，使得设计更为合理、切实可行；在作业过程中用以分析某些事故原因，以便针对性地来处理问题，节约事故处理时间，降低作业费用，提高作业效率。该软件可以对起下管柱过程、压裂过程和打捞过程等的管柱力学状态进行计算，并对油管的长度进行初步优化。该软件无论是对作业前的室内设计还是现场作业过程中的作业管柱受力分析都有一定的指导意义，在大港、长庆等油田得到了初步应用。     

高温高压高含CO2气藏试气井下管柱力学研究

吉林油田松辽盆地南部长岭断陷深层火山岩气藏地质条件复杂,气井高温、高压、高产、高含CO2,给经济、安全的试气工艺带来了挑战。针对吉林油田深井试气管柱结构、试气作业的特点,考虑内外压力对管柱稳定性的影响及深井高速气流的作用,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,建立了管柱失稳变形的微分方程,以此分析了管柱弯曲失稳的临界栽荷和管柱在井下的栽荷、应力及变形情况,用可视化Visual Basic语言编制了井下管柱力学计算软件,并分析了在长深×井试气工作中的应用情况。所建立的模型和编制的软件对将来类似井作业具有实际的指导和借鉴意义。     

超深井伸缩管启动瞬间油套环空压力变化分析

超深井作业过程常因将井下管柱伸缩管启动瞬间引起的环空压力骤变误判为管柱泄漏而中断施工，影响作业进度和措施效果。针对这一问题，基于伸缩管作用原理，在伸缩管启动瞬间状态变化分析的基础上，结合PVT状态方程，综合考虑伸缩管体积变化、管柱变形、环空流体体积变化和环空压力耦合影响，建立了伸缩管启动瞬间环空压力瞬变预测模型。经某酸压测试作业的超深井环空压力瞬变值预测和影响因素研究表明：预测值与实测值相对误差仅1.4%,满足现场生产要求；环空流体压缩性和伸缩管体积变化是影响环空压力瞬变的主要因素，油套管弹性模量影响较小。分析结果可为现场施工人员提供指导，避免因伸缩管启动过程的环空压力骤变而引起误判。