注水管柱压力场计算模型研究

通过直筒内单相流体理论,在给定摩阻系数τ的情况下,建立了流水管柱压力场数值计算模型;在未给定摩阻系数τ的情况下,通过注水管柱摩阻损失的相关计算以及与经典经验曲线的对比,得出了摩阻系数τ计算复杂且不易计算的同心注水管柱油管内、油套环空内的流体摩阻损失,以及由流体摩阻损失引起的注水管柱油管内、油套环空内压降的计算模型,为开发注水管柱力学分析仿真软件计算注水管柱油管内和油套环空内的压力奠定了理论基础。     

基于水平井的修井作业组合管柱载荷模型研究

针对水平井水平段长度不断增加的情况,为了提高修井作业管柱的下入能力,现场采用管柱组合两种线重油管的方式下入进行修井作业,而组合管柱的下入能力主要取决于摩阻和钩载。以组合管柱为分析对象,充分考虑井眼轨迹、环空流体摩阻力、流体粘滞力、管柱在各井段受力特点以及井眼尺寸等因素的影响,分析组合管柱与井筒内壁之间的摩阻和钩载与管柱下入能力之间的关系,将水平井划分为4段,建立了组合管柱在水平井各段下入过程中与流体相互作用情况下载荷计算模型。运用插值法和迭代法开发了相应软件,实现了水平井修井作业组合管柱的载荷模型求解。对比软件计算结果与实测数据,钩载和摩阻的平均误差分别为7. 25%和9. 50%。计算结果表明,建立的载荷模型精度较高,完全能够满足工程需要,可为现场组合管柱修井作业提供技术参考。     

海上CO2埋存井井筒温度压力影响因素研究

准确预测CO₂埋存过程中井筒温度压力场以及CO₂的物性参数变化对安全埋存至关重要。为此,建立了埋存井井筒温度、压力与CO₂物性参数的耦合计算模型,计算得到了实例井井筒温度压力分布以及CO₂物性参数随井深的变化规律,并对注入参数对于井筒温度压力分布影响规律进行分析。研究结果表明：井筒内CO₂流体的流速、努塞尔特数和对流换热系数随井深的增加而增大,密度、黏度、摩阻系数、导热系数和普朗特数随井深增加而减小,定压比热容在温度压力综合作用下有一定波动;注入温度对井筒压力和井底温度压力影响很小;注入速率增大会使相同井深处温度降低、压力升高,调节注入速率可以在对压力影响较小的同时有效调节井筒温度分布;注入压力的变化对压力梯度几乎无影响,在压力较大时对温度梯度影响较大,通过调节注入压力可以有效调节井筒压力分布。研究结果可为海上CO₂埋存井井筒完整性的准确评价提供理论基础。     

页岩气水平井套管偏心条件下注水泥全过程压力动态预测

某油田二叠系山西组页岩气水平井注水泥过程中易出现漏失和溢流等复杂问题,严重影响固井质量,现有套管居中条件下井筒压力计算方法难以满足井筒压力精确计算要求。亟需建立一套考虑实际井下工况的注水泥全过程井筒压力计算模型来准确预测、实时评价井筒压力分布特征,以确保固井安全与提高固井质量。考虑套管偏心工况下注水泥过程中多种流体注入对井筒静压和循环摩阻的影响,引入偏心环空摩阻压降修正系数,建立了考虑套管偏心条件下注水泥环空流动计算模型,结合计算A井套管偏心数据,分析了套管偏心对环空压力的影响。结果表明,套管偏心条件下环空摩阻压降比同心环空降低了22.7%～33.42%,套管偏心条件下压力计算模型的预测值与实际泵压吻合度高,计算误差在1.37%以内,采用该计算方法确保了注水泥施工过程中的压稳不漏原则。验证了建立的注水泥全过程压力预测模型与计算方法的准确性,成果对低压易漏地层固井施工具有重要指导意义,避免了井下复杂情况发生,确保固井施工安全。     

库车山前大斜度小井眼试油完井工艺技术

库车山前储层具有埋藏深、温度高、压力高的特点,恶劣的井筒条件给试油完井带来了极大的挑战。近年来,由于地质工程及地表条件的限制,一批超深、大斜度井开始部署,大斜度井通井管柱、射孔管柱、测试管柱、完井管柱受井斜限制,与常规直井相比井筒条件更加复杂。同时,大斜度井压裂时存在弯曲摩阻大,施工压力高等难点。文章从上述难点出发,介绍了目前库车山前首口大斜度井试油完井工艺及其配套技术,通过施工表明配套工艺能够满足大斜度井试油完井、提产的需要,为后期库车山前大斜度井的试油完井技术提供了有利的技术支撑。     

大斜度井钻柱动态摩阻扭矩快速求解方法

中国正在逐渐加大滩海油气资源的开采力度，大斜度井是滩海油气开采的主要井型，大斜度井极限延伸钻进长度在很大程度上决定了其开采效益。钻前与钻井过程中摩阻扭矩的精准预测和准确快速计算是确保大斜度井极限延伸钻进的关键。目前基于有限元框架的动态摩阻扭矩计算方法，既能计算稳态摩阻扭矩又能计算瞬态波动量，同时与解析解相比，还可以更好地处理边界条件，有效提高摩阻扭矩的计算精度，但计算速度慢，现场使用不便。为确保动态摩阻扭矩的计算精度并提高计算速度，笔者基于大斜度井动态摩阻扭矩参数敏感性分析和相似度原理，建立了各系统参数影响摩阻扭矩的快速插值模型，并开发了一套高精度和高计算效率的摩阻扭矩计算软件，该方法和软件已在冀东油田的大斜度井中推广应用。     

东海超深大位移气井完井技术实践

东海P-1井利用老井侧钻开发边际油气藏，具有井深大、水平位移大、大斜度稳斜段长等特点。为解决大位移井完井作业中因井筒条件限制，净化清洁难度大、井筒摩阻大、射孔校深难度大，施工风险高、常规管柱结构设计难以满足操作安全可靠的要求等问题，通过对井筒清洁技术、高效润滑技术、射孔校深技术和管柱优化的研究，有效清洁超深大位移井井筒，降低井筒摩阻，解决射孔校深难题，实现气井管柱密封评价和封隔器安全坐封。现场应用表明，东海超深大位移井完井技术可行，实现了边际油气田的低成本开发。     

大位移井压裂地面施工压力预测模型研究

大位移井压裂过程中的流体静压力、井筒摩阻等与井身轨迹、作业条件等因素密切相关。结合井身 轨迹、井斜方位、作业条件等因素,建立起比较精确的压裂液运动界面模型,实时跟踪每段压裂液,确定各段流体在 井筒中的界面位置随时间变化的关系及其对应的物性参数的变化,反演预测地面施工压力,为压裂设计和施工工 艺提供一个重要的参数。     

页岩气水平井生产压降计算新模型

页岩气水平井井筒流动规律复杂,常规井筒压降模型适应性各不相同。为了提高水平井井筒压力和流态分布预测准确度,通过国内外大量实验数据优化了井筒压降模型的流型转换界限,并在泡状流、段塞流条件下使用M-B模型持液率和无滑脱摩阻系数,环雾流条件下使用B-B模型持液率和滑脱摩阻系数,分层流条件下考虑液滴夹带的持液率和滑脱摩阻系数,建立了页岩气水平井生产压降计算新模型。通过与15口井实测压力分布数据对比,结果表明新模型在小水量大气量下的误差为4.03%,相比于B-B模型降低了6.05%;大水量下的误差为5.96%,相比于M-B模型降低了13.12%;平均相对误差为4.34%,相比于M-B模型降低了31.65%,相比于B-B模型降低了73.14%,新模型准确度更高,适用范围更广。采用新模型对N209H15-2页岩气水平井井筒压力与流态进行了实例应用,计算得到的压力分布与测压数据吻合度很高,并且可得到该井不同气水比下包含分层流的井筒流态变化特征。可见新模型扩展了对页岩气水平井井筒流动规律的认识,为排水采气工艺措施的制定提供了理论支撑。     

水平井完井管柱摩阻预测模型建立与下入性分析

水平井井眼轨迹复杂,完井管柱下入到弯曲段后将与井壁大面积接触,所受的摩擦阻力将大大增加,使完井管柱发生大的变形甚至屈曲变形以致不能顺利下入。为此,分析了水平井完井管柱下入过程中的受力情况,建立了管柱三维摩阻预测模型,根据建立的模型,利用VB语言编制了分析软件。分析软件对井眼数据采用三次样条插值法处理,并采用建立的摩阻计算模型求出完井管柱在下入过程中的总摩阻力。实例计算表明,建立的摩阻计算模型有较高的准确性,所开发的软件可用于大斜度井及水平井完井管柱的摩阻预测。