连续管钻井系统摩阻计算方法与试验研究

连续管应用越来越广泛,但是由于连续管管径小、流阻大等特点,系统性地研究连续管钻井系统摩阻压降已迫在眉睫。基于理论研究,筛选相关计算模型,得到了符合连续管钻井实际的摩阻计算模型;筛选了4种数值模拟计算模型,并进行多盘管规格和多流量的数值模拟计算,通过分析计算结果与理论计算的误差,采用标准κ-epsilon模型作为数值模拟计算模型更为合适。开展了连续管钻井系统盘管摩阻压降试验,将理论计算、数值模拟计算与试验数据进行比较,在绝大多数试验流量测点处,它们的误差范围均在10%以下,数值模拟计算和理论计算结果与试验测量值具有较好的一致性,说明选择的理论计算模型和数值模拟计算模型正确,且有一定的适用性。研究成果对连续管钻井现场作业具有一定的指导作用。     

深井作业管柱摩阻计算分析

综合考虑各种因素对深井作业管柱摩阻的影响,如管柱的形状与几何尺寸,管柱的刚度、井眼的空问形状和井径大小等,建立了更为合理的摩阻分析模型.分别采用纵横弯曲梁法和修正的软模型对带挟正器段管柱和不带挟正器段管柱进行摩阻分析,建立了管柱入井安全性判断准则,用以评价深井作业管柱下入能力.     

定向井下套管摩阻数值计算及其应用

定向井下套管摩阻是套管柱强度设计的基础,也是判断套管是否能顺利下入的重要依据。为了准确预测下套管过程中的摩擦阻力,根据定向井下套管的特点,考虑套管柱刚度的影响和井眼轨迹中井斜角、方位角的变化,以测斜数据描述井孔轴线的几何特性,在对实测井斜数据进行平滑处理和插值处理的基础上,建立了套管微元段三维力学模型,提出了数学模型的求解方法并开发了定向井下套管摩阻计算软件,并应用软件对江汉油田G1-6定向井进行了下套管摩阻计算,经现场验证结果满足工程要求。     

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。     

连续管水平井钻磨作业力学分析

连续管在水平井钻磨作业时,易发生屈曲变形而使轴向力传递效率降低,严重时可能由于轴向力降为0而发生自锁。在充分考虑屈曲、摩擦、弯矩、内外液体阻力等因素的影响下,建立了连续管在水平井钻磨作业过程中的力学模型,并分别推导出直段和弯曲段有效轴向力、接触力和摩阻力的数学模型。由所得的理论模型计算可知,连续管失稳屈曲类型主要是螺旋屈曲;改变连续管初始端的注入力大小对最大注入深度和增加钻压几乎没有影响,而不同管柱尺寸对等效轴向力分布影响很大。研究结果对连续管现场作业有借鉴意义。     

基于双曲模型微小井眼连续管环空流阻计算分析

国内对环空流阻的研究大多是针对常规井眼钻井,完全针对?89.0 mm微小井眼CT钻井的环空流阻计算的研究相对较少。鉴于此,以?89.0 mm微小井眼为例,基于不同的连续管管径、连续管井深、环空流速和偏心度等参数,采用数值模拟的方法,运用双曲模型对微小井眼连续管环空流阻进行计算分析,得出微小井眼连续管环空流速随连续管管径、井深、流速、偏心度的变化规律,从而实现对微小井眼连续管环空流阻与各个参数相互关系的定量描述。分析结果表明:连续管钻井过程中采用较小尺寸连续管、保证携岩下的较小流速可有效降低连续管环空流阻;通过现场试验与计算的对比分析,优选了满足地面额定泵压与携岩最小流速条件下的最佳流速范围。研究结果可为解决微小井眼连续管钻井流阻大的问题提供参考。     

连续油管水力压裂管内摩阻研究进展

连续油管水力压裂摩阻是压裂设计中的重要内容,同时也是压裂能否成功的指标之一。连续油管水力压裂过程中,由于对流体性质、支撑剂、曲率效应等造成的复杂流动理解不足,使得准确预测管内摩阻非常困难,尤其在卷筒上的螺旋段,因而实验成为当前研究连续油管管内摩阻的重要手段。研究认为:在其他条件不变的情况下,摩阻随连续油管管径的增大急剧变小;随压裂液排量增大而增大;随连续油管下入深度的增加总摩阻变小;随黏度和流行指数的增大而增大;随支撑剂积分数增大摩阻先增大而后减少。     

塔中油田超深水平井摩阻扭矩计算与应用

塔中油田碳酸盐岩储层埋藏深度大、裂缝溶洞发育,井眼复杂程度高,钻井过程中,摩阻扭矩计算难度增加。应根据不同井段和不同钻柱段,选取相应计算模型:在造斜段及底部钻具组合段,采用以刚杆模型为基础的纵横弯曲梁模型;在稳斜段、水平段,采用修正软杆模型;在直井段,采用软杆模型。利用该模型对塔中862H井三开井段实例计算表明,计算结果与实测结果相近,平均误差10%左右,可满足钻井施工要求。     

连续油管管内摩擦压降计算模型与敏感性分析

连续油管压裂作业过程中,压裂液除了在连续油管井下直管段流动,同时也会流入缠绕在滚筒上的那部分连续管,螺旋段的流动非常复杂,现有模型的计算结果与工程实际有一定的差距,基于流体力学基本原理,结合直管段摩擦因数公式和螺旋段几何特征,给出了连续油管螺旋段摩擦因数的一般关系式,最后经理论推导建立了完整的连续油管压裂作业管内压降的计算模型。分析了连续油管管径、滚筒直径、排量、黏度和流性指数等参数对管内压降的影响规律。结果表明:该模型的计算结果精度较高;相同条件下,螺旋段的压降总是大于直管段的压降;连续油管管径对压降的影响最大,管径增大近1倍,压降却减小了13倍,而滚筒直径对压降的影响最小,选择不同的滚筒直径,压降几乎未发生变化。     

井下连续管力学行为分析软件及应用

连续管技术已广泛应用于多种井下作业,但因其在井下受力复杂,经常会出现断裂、卡堵等井下事故。为此,基于不同井眼轨迹中连续管的受力特点,运用现代力学理论及方法,结合其具体的作业工况,开发了井下连续管力学行为分析软件,并运用软件对连续管井下作业进行了实例分析计算。分析结果可用于指导连续管作业施工方案的设计、连续管注入头改进设计以及连续管井下安全性评价等,对于提高作业施工质量,减少作业事故,降低施工成本都具有现实意义。     

CT-摩擦块静摩擦因数测定试验研究

为了测定CT-摩擦块的静摩擦因数,进行了相应试验。制造了连续管静摩擦因数测试专用试验装置,并确定了试验测试方法。试验发现,CT与摩擦块之间静摩擦因数与CT的初始曲度有一定关系;当摩擦块与CT之间磨损量加大,管-块之间配合改变,各试件实测静摩擦因数呈下降趋势,最终趋于恒定,保持在0.5以上;注入头优化设计中采用最小试验测定静摩擦因数是安全可靠的。     

连续油管最大下入深度问题初探

在油田使用连续油管柱作业中,求解连续油管的最大下入深度问题时,必须满足最大抗拉强度条件、摩擦阻力条件和屈曲变形条件及其确定的方法和原则。而在下入过程中摩擦综合阻力又是求解的关键。求解摩阻力时,可针对连续油管在井身中不同结构段的不同变形形状,采用求解径向接触反力时求一个螺距内平均接触反力的方法加以解决。按照这种方法,采用安全计算工况,对新疆石油管理局八一井区8607侧钻水平井进行了连续油管冲砂作业时最大下入深度的编程计算,计算结果表明,连续油管的下入深度可满足侧钻水平井冲砂工艺要求。     

井下腐蚀连续油管打捞工艺探究

连续油管目前已在国内外油气田广泛运用于冲砂洗井、诱喷助排、酸化解堵、排液采气、钻井、打捞落鱼等钻井、井下以及采油气生产作业。随着连续油管应用越来越广,连续油管断脱现象时有发生,但是目前无论是在套管还是油管内,国内外均没有成型的处理工具及借鉴的案例。以雅克拉凝析气田作业1井腐蚀断脱的连续油管打捞实例进行探究,为后期处理此类问题提供借鉴依据。     

连续管伸长量分析

连续管在作业过程中因受残余应力等多种因素的作用,容易发生塑性变形伸长。在分析连续管残余应力的形成及塑性伸长原理的基础上,重点讨论了轴向载荷引起的伸长、热伸长、内外压差引起的伸长及螺旋弯曲引起的缩短等4种变形问题,研究了相应的理论计算公式和计算方法,并通过实例计算绘制关系曲线,阐明了连续管变形伸长的基本特点:连续管在起下作业中的塑性变形伸长比常规油管复杂,其变形伸长量比较明显;连续管轴向伸长量和螺旋屈曲缩短量都比较大,在作业中应重点考虑;热伸长和内外压差引起的伸长比较小,在作业中可不作为重点考虑;在实际作业中连续管总的变形伸长量是上述4种变形的不同组合,由于伸长与缩短相互抵消,故总的变形伸长量并不大。     

连续油管技术与装备发展综述

自世界上第一台连续油管作业机问世至今,连续油管作业技术与装备已经过了40多年的发展历程,以其占地面积小、作业成本低、搬迁安装方便、保护油层、增加油井产量和使用范围广等诸多不可比拟的优势,得到迅速发展,并广泛应用于钻井、完井、试油、采油、修井和集输等各个作业领域。实践表明,连续油管作业技术与装备是一项具有巨大潜力和生命力的实用性技术。目前,该项技术的应用日趋活跃,备受关注。在总结连续油管作业技术与装备的发展现状和展示其发展趋势的基础上,客观地分析了国内连续油管技术与装备的应用与研究现状,提出相应的发展对策。     

连续油管技术分析与研究

连续油管是相对于常规螺纹联接油管而言的,它又称为绕性油管、蛇形管或盘管.是一种缠绕在滚筒上,可连续下入或从油井起出的一整根无螺纹联接的长油管.连续油管用材主要有碳钢、调质钢和稀有材料等.文章对连续油管技术应用状况、连续油管作业设备、作业工艺和作业工具分别进行了阐述.     

连续管钻井技术与装备

国外技术发展和应用实践表明,连续管钻井技术将成为利用钻井工程技术提高油气采收率的重要手段。研究总结了连续管钻井技术的系统构成和技术特点,认为此项技术的最佳应用点是应用欠平衡工艺实施老井加深和过油管侧钻。分析归纳了连续管钻机的典型结构型式,认为连续管钻机的种类繁多,个性化特征鲜明,完全采用连续管钻井技术钻新井,钻深会受到很大限制。研究分析了连续管钻井工艺过程,提出了实施连续管钻井工程项目的基本程序,认为采用连续管钻井技术和欠平衡工艺进行老井重入加深、老井重入钻水平井和过油管侧钻将在油田增产、难动用储量开采、利用现有井筒低成本开采深部储层、提高最终采收率等方面发挥积极作用。     

考虑残余应变的连续油管螺旋屈曲载荷新公式

在假设连续油管初始形态为正弦形态,受外载发生屈曲后由正弦形态变成螺旋屈曲形态的基础上,推导得出在斜直井中考虑残余应变的连续油管螺旋屈曲载荷计算新公式。利用新公式进行的实例计算和分析表明,当井斜角小于2°时,连续油管螺旋屈曲载荷随着初始幅值角的增大而增大,但井斜角大于2°后,螺旋屈曲载荷随初始幅值角的增大而减小,且随着井斜角的增大,减小的幅度变大;井斜角的增大,使连续油管的螺旋屈曲载荷增大。