水平井油管钻磨复合桥塞技术及应用

针对连续油管钻磨复合桥塞存在成本高、易卡钻等问题,结合长庆致密油藏地层压力低的特点,提出了水平井中采用油管输送工具钻磨复合桥塞。改进了一种平底磨鞋;兼顾转速和扭矩优选了性能稳定、使用寿命长的螺杆;按实现功能和尽量简化的原则组配形成了国产化的钻磨工具组合;依据环空止动返速模型设计了最小施工排量;以偏心环空压耗计算为重点得到最大施工泵压;针对水平井难以精确计算钻压的问题,提出了按螺杆最大许用钻压控制悬重同时限制泵压压降的钻压施加方法。该技术在长庆油田进行了8 口井的现场试验,一趟钻最多钻除复合桥塞13 个,单个桥塞平均钻磨时间小于120 min,单个桥塞最快钻磨时间40 min,性价比不低于连续油管作业。     

连续油管在某页岩气A井钻磨解卡与认识

目前复合桥塞已大规模应用于页岩气开发中,压裂后为了尽快实现测试和投产,都采用连续油管钻磨桥塞以清除井筒内堵塞物。作为带压作业的连续油管施工,存在的风险较多,而连续油管井下遇卡是连续油管钻磨桥塞可能出现的一种风险,处理不好很可能造成严重的事故。针对这一情况,结合某页岩气A井在钻磨桥塞作业过程中出现的连续油管遇卡现象,在借鉴国外成功做法的基础上,进行了一系列的探索和尝试,在一定范围内上提下放连续油管、卡点分析、钻磨工具测试、环空测试、大排量泵注和环空间断挤注,最终成功将连续油管起出井口。提出了一套可行的连续油管钻磨遇卡解决方案,以指导连续油管作业,降低作业风险,为页岩气的开发做出更大的贡献。     

水平井连续油管钻磨桥塞工艺研究与应用

针对连续油管钻磨桥塞过程中经常由于工艺参数选择不合理导致施工效率低的问题,通过分析连续油管钻磨工艺特点、钻磨工具的工作特性以及井底磨屑在不同井段的运移规律,结合"上提扫屑和定点循环"的钻除桥塞模式,对施工工艺进行了调整,对工作参数进行了优化,形成了水平井连续油管钻磨桥塞的工艺方案:选用PDC镶齿5刀翼磨鞋,螺杆钻具选择"中扭矩、中转速"工作模式,排量不低于420 L/min,钻压控制在14.7~19.6 kN。该工艺在数十口井进行了现场应用,与优化调整前相比,单个桥塞的平均钻除时间缩短46.5 min,钻磨动力液消耗量减少49.4%,一趟钻具能够连续钻除12个复合桥塞。应用结果表明,连续油管钻磨桥塞工艺在压裂后可以迅速恢复井筒畅通,达到提速增效的目的,具有很好的推广应用价值。      

连续油管钻塞技术在GD14H井的实践及认识

电缆复合桥塞封层+射孔分段压裂联作技术是国内外非常规油气藏水平井分段改造开发的主体技术。受井身结构及压裂施工的影响,桥塞中途坐封或放喷过程中砂埋桥塞都会严重影响水平井的正常施工或生产。利用连续油管安全、高效的钻磨掉井筒内桥塞成为恢复全通径井筒的关键。为此,文章通过对连续油管钻磨桥塞工艺技术特点的分析,优选了连续油管钻磨桥塞井下工具串、研发了钻磨液配方、优化了钻磨参数、创新采用反循环打捞篮对钻屑进行了二次处理,并在大港油田GD14H井进行现场应用。应用结果表明,该技术具有施工周期短、钻磨效率高、井筒清理效果好等优点,具有一定的推广应用价值。     

穿心打捞连续油管技术在吉林油田的应用

连续油管作业技术在吉林油田得到了广泛的应用,但在连续油管钻磨桥塞等工艺过程中也发生了多起连续油管遇卡事故,对后续投产等作业造成了严重的影响。通过对吉林油田两口水平井打捞连续油管的成功实践,表明穿心打捞连续油管技术是一种有效的处理方法。在修井机或带压作业机等的配合下,通过采用套铣管柱和打捞筒等常规工具组合就可以实现大负荷强拔解卡、打捞或分段切割连续油管、建立循环冲洗环空堵塞物和防喷等功能,对同类型的事故处理具有重要参加价值。     

提高连续油管钻塞作业效率的方法

连续油管在钻塞施工作业中会遇到各种原因而导致效率低下,通过降低钻井液的摩擦阻力、采用低钻压高转速方式、科学制定桥塞钻进制度、合理选择磨鞋型号及使用震击器等方法可以提高连续油管钻塞的作业效率和安全性。本文主要结合连续油管现场应用实际,阐述对提高连续油管钻磨效率的一些认识。     

页岩气套变水平井连续油管钻磨复合桥塞技术

页岩气套管变形水平井分层压裂钻磨复合桥塞时,易出现钻屑堆积和卡钻等风险。采用节点分析法梳理了页岩气套管变形水平井可能导致连续油管钻磨桥塞的风险事件,探讨了包括地面流程、钻磨工作液性能参数、钻磨工具选择、施工排量、钻压优选、短起以及打捞钻屑等方面的技术要求。现场实践表明,地面流程应同时具备流体泵注流程和备用流程;应选择强度高耐磨性强、切削能力适中、研磨性好的5翼PDC镶齿平底磨鞋;钻磨液的摩阻应较低,携带液的黏度较高;钻磨排量应考虑钻屑能返出井筒;短起能有效携带出钻磨时不能返出的较大钻屑;强磁打捞能捞出井筒内的卡瓦块。该项技术能有效降低卡钻风险,为工程技术人员顺利完成套变水平井的桥塞钻磨提供切实可行的技术方案。     

撞击式静液压油管桥塞的研制与应用

针对滑块式油管堵塞器在不压井起管柱作业油管内堵塞密封中出现的自密封皮碗易磨损失效问题,研制了撞击式静液压油管桥塞。该油管桥塞采用单级双向楔形卡瓦和带防凸保护的大变径压缩式密封胶筒,并设计了静液压坐封系统及撞击控制指令系统,实现了液压输送、地面投棒撞击发射坐封指令以及静液压系统接收指令启动坐封程序完成油管内密封过程。该油管桥塞在中原油田规模化应用80余井次,配合地面环空密封设备及液压动力控制系统完成不压井起管柱作业,其中最大密封深度3 919 m,最高密封压力为24 MPa,现场应用成功率100%,解决了不压井作业遇到的各种管柱油管内堵塞密封问题。该产品的研制成功为不压井作业油管内堵塞密封提供了可靠的技术支持。     

复合桥塞钻削过程力学分析

在采用桥塞和连续油管实施分层射孔、压裂、桥塞钻磨一体化作业中,快速高效、完整的钻磨井筒内分段压裂用的多级复合桥塞不仅可以提高作业效率,还可以为后继采油作业提供可靠的作业通道,避免管柱卡阻、失效等事故发生。以应用效果良好的复合桥塞及圆柱切削齿专用钻头为研究对象,基于弹塑性力学及机械加工切削原理,推导了单个齿的进给力与切削深度、切削力与切屑脱离的关系式,考虑钻头布齿和复合桥塞部件结构,推导了钻塞过程中的钻压和进给力、钻头转矩和切削力的关系式。考虑连续油管和螺杆钻具特性,优选了钻塞过程中钻压和排量的取值范围。经现场钻塞数据分析与计算表明,不同材料桥塞段的实际钻速与计算钻速相对误差均在11%以内,为优选钻塞工艺参数提供了可靠的计算方法。     

水平井常规油管井下动力钻塞技术研究

水平井速钻桥塞体积压裂是国内外致密油气藏开发的主体技术,增产提速效果明显。 该工艺压裂后需利用连续油管钻磨桥塞,在长水平段、复杂井况下施工难度大,且长庆油田沟壑纵横的道路条件难以满足设备动迁需要,加之作业费用昂贵,应用受限。 为此,开展优化工艺管柱设计、研发高效磨鞋、优化工艺参数、研制易钻桥塞等研究工作,实现了水平井常规油管井下动力钻磨工艺。 现场应用表明,该技术成功率为 １００％,且具有适应性强、施工效率高、低成本等优点。     

连续油管钻水平井岩屑运移规律数值模拟

连续油管钻水平井过程中,井底岩屑在重力作用下容易沉积在井壁下侧,形成岩屑床;连续油管又受到排量小、钻柱无法旋转等因素限制,造成井眼净化效率较低。针对这一问题,在欧拉坐标系下考虑相间滑移速度和颗粒流的影响,建立了微小井眼水平井岩屑运移的混合物漂移模型,采用Realize κ-ε湍流模式及SIMPLEC算法进行数值计算,研究了钻井液排量、环空偏心度、岩屑直径、井斜角和钻井液黏度等参数对偏心环空岩屑运移的影响,得到了各种条件下环空岩屑速度和浓度的分布规律。研究表明:随着钻井液排量增大、环空偏心度减小、岩屑直径减小、井斜角减小及钻井液黏度提高,连续油管水平井岩屑运移效率提高。      

Friction pressure correlations for turbulent flow of drag reducing polymer solutions in straight and coiled tubing

Accurate determination of friction pressure losses of dilute drag reducing polymer solutions remains to be a challenge in many practical applications. These include a wide variety of hydraulic operations performed on a daily basis in the oil and gas industry. Most drilling, completions, and stimulation jobs require pumping fluids at high flow rates, which in turn generates high frictional pressure losses, enhanced by the use of small diameter tubing or coiled tubing. Curvature in this latter is believed to generate secondary flows and thus extra flow resistance. Therefore, good drag reduction characteristics of fluids are desirable.In this study, energy dissipation by eddies in turbulent flow of viscoelastic fluids is assumed to be the mechanism causing drag reduction. Various concentrations of Nalco ASP-700 and Nalco ASP-820 dilute polymer solutions are tested at ambient temperature in laboratory-scale and full-scale flow loops installed with straight and coiled tubing sections exhibiting different values of diameter, curvature ratio and pipe roughness. In addition, flow tests are conducted at 100 °F and 130 °F using the laboratory-scale flow loop.Effects of concentration, temperature, curvature ratio, and pipe roughness on drag reduction are discussed in light of Fanning friction factor versus solvent Reynolds number plots. Results show that drag reduction in coiled tubing is lower than in straight tubing. As curvature ratio increases, drag reduction decreases. The effect of increasing temperature is to decrease drag reduction in straight tubing and increase it in coiled tubing. In turn, the effect of increasing pipe roughness is to slightly decrease drag reduction in straight tubing up to a certain Reynolds number value and then it starts to increase. For coiled tubing, the effect of increasing pipe roughness is to decrease drag reduction.In this study, generalized correlations for the prediction of drag reduction in dilute polymer solutions flowing in straight and coiled tubing are developed on the basis of the energy dissipation of eddies in turbulent flow field and a shear rate dependent relaxation time. In addition, correlations are validated using experimental data for a low concentration guar fluid flowing through full-scale flow loop.     

泵送式复合桥塞钻磨工艺研究与应用

华北油田任密1H等井压裂采用了泵送式复合桥塞分段压裂工艺,压裂放喷后出现桥塞砂埋现象,需要钻磨桥塞提高产量。通过对桥塞分段压裂工艺特点分析,找出了钻磨桥塞的难点并制定相应方案。根据井况分别采用连续油管底带螺杆钻、普通油管底带螺杆钻加自制的旋流式四翼凹底磨鞋等工艺对任密1H、太密1X井钻磨桥塞,实现了一趟管柱连续钻磨5个和4个桥塞,实现了快捷、安全施工。     

库车山前超深超高压盐水层安全钻井技术探索

库车山前深部巨厚盐膏层地质特征复杂,层间超高压盐水普遍发育,纵横向规律性差,地层压力变化大,预测难度高。盐膏层钻井过程中超高压盐水侵入井筒后,钻井液性能恶化,导致喷、漏、卡等复杂事故频发,严重影响安全快速钻井。结合超高压盐水层钻井特征,通过分析超高压盐水赋存的圈闭特点及实钻情况,在钻井液的盐水污染容量限实验模拟和评价的基础上,开展了超高压盐水层控压排水技术的探索与实践,形成了控压排水配套新技术,通过控制节流阀调节井口回压和钻井液排量等手段,让地层盐水按一定比例均匀侵入到环空钻井液中,单次放水量不超过环空钻井液量的10%,多次放出盐水,降低高压盐水层的地层压力系数。解决了库车山前超深超高压盐水层安全钻井难题。现场试验表明,采取合理的控压排水方法能够降低盐水层的压力,在溢流与井漏的矛盾中找到压力平衡点,有利于井控安全的井筒状态。      

滴西区块侧钻小井眼水平井钻井液技术

小井眼井投资成本低,并可采用开窗侧钻使老井复活,是油田经济有效开发的一条途径。小井眼钻井需克服环空压耗高、岩屑携带等技术难题。通过对地层进行分析,滴西区块采用新型高效钻井液体系,分段进行钻井液性能和水力学设计,在二叠系以上地层采用紊流,钻井液的低剪切流变性可保持泵压在24 MPa内,钻井液抑制性和密度支撑对二叠系地层稳定效果良好;石炭系地层采用紊流-层流过渡流型,提高切力和地层胶结作用,保持泵压在26 MPa内,钻井液流型对井壁扰动小,水平段携岩能力强,机械钻速同比提高66.4%。现场应用证明,高效钻井液体系在滴西区块可发挥井壁稳定和提高钻速的优势。      

计算窄间隙环空循环压耗的新模型

影响窄环空中摩擦压降的关键因素为环空尺寸的变化、钻柱旋转及偏心。用Herschel—Bulkley模式描述钻井液的流变性，考虑钻柱偏心和旋转对钻井液在环空和钻柱内流动的影响，提出了一种新的计算窄间隙环空循环压耗的模型，将所建立模型和传统方法的计算结果与实测数据比较表明，该模型具有较高的精度，可以满足现场作业的要求。     

连续油管喷砂射孔和筛管改流跨隔压裂组合工艺

常用的漏掉产层增产技术主要为连续油管跨隔压裂、连续油管逐层填砂顶封压裂,这些技术通常应用于埋藏较浅的储层。但对于埋藏较深的漏掉产层进行改造作业时,存在摩擦损失大、井口压力高、施工排量小的问题。连续油管喷砂射孔具有无压实作用和降低地层破裂压力的优点;连续油管筛管改流跨隔压裂工艺,通过将筛管和双封隔器相结合,在上部封隔器处通过筛管将油套环空的压裂液改流进入油管,油管中的压裂液经过下部封隔器后由节流喷嘴喷出,实现对目的层改造作业,由于施工过程中压裂液大部分在油套环空中流动,降低了沿程摩阻。该组合工艺充分利用了连续油管的优点,并克服施工排量小、井口压力高的问题,在准噶尔盆地储层深度3 660 m的××井中成功应用,施工过程中的最高排量为4.6 m3/min,最高井口压力43.8 MPa,压裂后增产效果明显。