磨料射流切割套管技术研究及在海上弃井中的应用

为安全有效地从泥线以下切割海上废弃井套管和管桩,研究开发了磨料射流切割技术。基于高能磨料射流从套管串内部一次冲蚀切割多层管材的技术思路,设计了液压马达驱动式和水力自旋式切割装置,经过室内试验优化喷嘴、泵压、转速和磨料类型等参数,形成了配套的磨料射流切割多层套管工艺。地面综合切割试验及在曹妃甸 1-6-1 井的现场应用表明,该切割装置约在6 h内即可割断4层(φ244.5~φ762.0 mm)被水泥固为一体的套管,满足现场应用的要求,而且可利用工程船作业,能节省海洋钻机作业费用。实践证明,磨料射流切割技术具有切割能力强、效率高、环保无污染等特点,为国内海上油气田弃井作业提供了新的技术手段。      

磨料射流切割工具设计及在弃井切割套管串中的应用

介绍了磨料射流切割工具的设计,并将此工具在渤海湾老旧平台弃井切割套管串作业现场进行了应用,取得了良好效果。     

250MPa超高压磨料射流井下内切割技术

海上油气生产设施弃置需要配置高效、安全环保的切割处理技术及设备,高压磨料射流井下切割技术用于海上弃井作业优势明显。阐述了国内外磨料射流切割技术在海洋油气生产设施弃置领域的应用与发展现状,对比分析了国内外磨料射流井下切割设备及其性能参数,介绍了国内现有低压与250 MPa超高压磨料射流井下内切割核心技术及配套设备。现场应用结果表明,低压与超高压250 MPa磨料射流井下内切割技术及设备满足作业要求。     

深水弃井套管切割技术

深水水下井口尺寸大、强度高,由于水深增加导致切割过程中管柱受力复杂,加上切割工具的不成熟和作业经验缺乏,导致我国前期自营深水井在套管及水下井口切割弃井时遇到了很大的技术挑战,在作业时出现了不同程度的复杂情况。针对自营深水井及国外深水弃井施工案例,深入分析了深水弃井套管切割的风险点和技术难点,总结了作业失败的原因,从技术方案、弃井工具和施工参数等方面提出了针对性的改进方法,全面分析了深水弃井作业的风险点,并给出了相应预防控制措施,并在第2批深水井实施中得到了成功应用,提高了深水作业的安全性和时效性,证实了之前的改进思路的正确性,解决了深水弃井技术难题。     

磨料射流切割金属套管机理研究

磨料射流是近年发展起来的高新切割技术，可在远低于水射流的工作压力下切割同样的材料。通过分析磨料射流切割金属套管的机理，认为磨料颗粒在水射流携带下，与被切割材料相接触，由于接触面积小，可以产生极高的接触剪应力，使接触区域破碎成微粒从母体上脱落，从而实施切割，并根据弹性力学中接触理论建立了力学模型。该模型的建立有助于提高磨料射流油井割缝关键技术的试验认识，为井下切割参数的设计提供可靠依据。     

磨料射流切割套管的实验研究

针对石油工程生产需要,在非淹没、淹没以及有围压存在的条件下,对磨料射流切割油井套管进行了实验研究。结果表明,淹没条件下磨料射流切割套管的深度低于非淹没条件;随着围压的增加,磨料射流切割套管的能力先增强后减弱,当围压在0.5～1.0MPa时,其切割效率最佳;而当磨料质量百分比在30%～35%之间、射流喷射角在110°～115°之间时可以获得较佳的切割效果。     

磨料射流切割多层套管技术的试验研究

在淹没条件下对旋转磨料射流切割套管的规律进行了试验研究,重点分析了射流压力、喷嘴转速、喷距、磨料质量分数和磨料粒径等因素对切割深度的影响规律,目的在于研制一套切割海洋废弃井口的磨料射流工具,并获得影响切割效率的各种参数规律、切割工艺,从而形成一套可靠的、新的海洋废弃井口处理方法,以便较好地解决海洋环境保护与废弃井口处理的问题.     

磨料射流切割偏心套管能力试验研究

随着海洋石油平台退役及老井弃置的逐渐增多,套管高效切割技术成为研究热点。磨料射流切割技术是井下套管切割的关键技术之一,然而,应用于偏心套管切割,该技术仍存在效率不高、切割成功率低等问题。为预测磨料射流切割偏心套管的能力,进行3层偏心套管切割试验,并对试验结果进行分析。结果表明,在偏心严重的井眼条件下,一趟作业无法完成762 mm(30英寸)导管切割。一趟作业完成3层套管切割,对井眼偏心距离要求较为严格。将试验结果与理论计算结合可知,磨料射流工具可对直径838.2 mm(33英寸)(以切割工具为中心)的区域进行切割。针对常规完井套管组合结构,可对最大偏心率为14.7%的套管进行切割。     

水力切割双层套管一次作业式技术在海洋弃井中的应用

随着海洋石油事业的不断发展,越来越多的老龄油气井失去了继续生产的价值,需要采取永久性弃井措施,防止油气泄漏造成环境污染。辽东湾某平台整体弃井项目中创新研究并使用了一次作业式双层套管水力切割技术,大大缩短弃井工期,达到降本增效的目的。     

海洋弃井套管切割作业偏心工况分析

套管切割是海洋平台实施永久弃井时原井口装置切割回收的最关键环节,偏心工况切割套管时易形成不规则切口或导致套管未切断,造成刀片磨损严重、切割效率降低甚至导致井下事故。根据套管偏心切割受力模型,建立了切割面位置、割刀磨损长度及偏心切割扭矩的计算模型,并结合LH29-2-1井339.725mm套管切割实例进行了计算分析,结果表明:割刀磨损长度随偏心距增大而增大;偏心工况时割刀切入套管各个方向的深度不一致,将导致套管切割作业失败;偏心切割工况时3个割刀切割总扭矩波动较大,随着切割的进行,单个割刀切割扭矩变化逐渐趋近正弦曲线波形,切割总扭矩波动幅度逐渐减小并最终趋于直线。上述认识可为判断套管切割工况及切割结果提供指导。     

旋转磨料射流套管开窗技术研究

径向水平井套管开小窗技术是油气开发领域的一项热点技术,提出了利用旋转磨料射流进行套管开窗的思想,并针对工程需求,在淹没条件下进行了套管开窗的实验研究。结果表明,喷嘴压降的增加导致开窗深度变大,而对开窗直径基本无影响;叶片数、叶片出口角以及喷距的变大导致开窗直径变大、深度减小;喷嘴直径增大导致开窗直径与深度均变大;围压增加则导致开窗直径与深度均迅速减小;并通过实验优选出了适用于开窗作业的叶轮参数、喷嘴参数与工作参数,能够为现场应用提供一定的指导。     

前混合磨料射流在管道和储罐切割中的应用

为了研究前混合磨料射流的切割性能,使用"稳健设计"的方法设计切割实验,根据实验数据建立切割模型以指导工程实际。结果表明,切割深度与泵压正相关、与喷嘴横移速度负相关、存在最优靶距使切割深度最大。切割模型的计算结果跟实验数据之间的相对误差最小为1.32%,最大误差为12.41%,平均相对误差为4.73%,模型具有较高的准确性,利用该模型对管道切割进行了预测分析,并将模型应用于储罐切割作业,提高了切割效率,对工程实际具有积极意义。     

旋转磨料射流套管开窗预测模型及应用

套管开窗径向水平井技术有助于提高低渗透储层的油气采收率,旋转磨料射流套管开窗方式是该技术新的发展方向,套管开窗直径和开窗深度是评价开窗效果的2个重要指标。由于无法实时监测井下开窗过程,需对开窗效果的预测进行研究。但套管开窗效果与旋转磨料射流参数之间存在复杂的非线性关系,使得传统预测方法的精度偏低。为此,文中提出了一种基于基因表达式编程建立套管开窗预测模型的新方法。通过遗传编码、遗传操作和适应度评估,建立了开窗直径和深度的直观数学表达式预测模型,利用套管开窗综合实验结果对该方法的准确性、实用性进行了验证。结果表明:该方法的预测精度较高,与检验样本相比,开窗直径和深度的平均误差分别为5.5%和4.4%;将预测模型的计算结果与套管开窗综合实验结果相比,开窗时间的误差为6.1%,开窗直径的误差为4.5%。因此,基因表达式编程算法能够更精确地推导出反映实际数据的最佳拟合函数,建立的预测模型可用于指导旋转磨料射流套管开窗现场施工。     

套管钻井技术在我国海上钻井作业中的应用

介绍套管钻井技术在我国海洋石油钻井技术中的首次应用情况。该项技术被引入到我国的南海和渤海使用,分别使用508mm和340mm套管钻井,进尺分别为61.4m和507.9m,平均机械钻速分别为16.12m·h~(-1)和32.77m·h~(-1),整个作业过程安全顺利,并且创造了第一次在我国海域使用套管钻井技术得到成功的纪录。在勘探井中使用套管钻井的方法,省略了传统隔水导管,实现了井身结构的简化。第一次在渤海和南海西部创造了勘探井建井周期最短的最新记录。总结出一套使用套管钻井的成功经验和初步认识,对今后在我国海洋钻井作业中进一步简化井身结构、降低成本、提高效率,具有十分重要的指导意义。     

套管钻井技术在我国海上钻井作业中的应用

介绍套管钻井技术在我国海洋石油钻井技术中的首次应用情况.该项技术被引入到我国的南海和渤海使用,分别使用508 mm和340 mm套管钻井,进尺分别为61.4 m和507.9 m,平均机械钻速分别为16.12 m·h-1和32.77 m·h-1,整个作业过程安全顺利,并且创造了第一次在我国海域使用套管钻井技术得到成功的纪录.在勘探井中使用套管钻井的方法,省略了传统隔水导管,实现了井身结构的简化.第一次在渤海和南海西部创造了勘探井建井周期最短的最新记录.总结出一套使用套管钻井的成功经验和初步认识,对今后在我国海洋钻井作业中进一步简化井身结构、降低成本、提高效率,具有十分重要的指导意义.     

双层套管锻铣技术在环空带压弃井中的应用

中东波斯湾海域某探井出现环空带压,弃井期间多次尝试在气源层射孔挤注处理环空带压问题,未获成功。在气源层上部锻铣?244.475 mm与?339.725 mm双层套管,并在锻铣井段内注防气窜水泥塞,通过负压测试等证实了可以利用水泥塞实现对气源层的有效封隔。现场应用表明,环空带压井弃井作业中运用多层套管锻铣注水泥塞技术能够彻底解决射孔挤注难以处理的环空带压问题。     

径向水平井旋转磨料射流套管开窗技术研究

针对旋转磨料射流套管开窗的工程需求,进行了套管开窗室内实验。结果表明,磨料参数对开窗直径的影响很小,但对开窗深度有着较大影响。在喷嘴压降25MPa,喷嘴直径3mm,喷距21mm条件下,最优磨料体积分数应控制在 10%～15%之间,磨料粒径应控制在0.4～0.8 mm之间,铁砂的开窗效果最好,而石榴石具有最高性价比。在淹没条件下,冲蚀 14min 即可在壁厚9.17mm、139.7mm 的N80套管上开出直径35mm的圆形窗口,体现了旋转磨料射流套管开窗技术的优势。     

超高压磨料射流切割喷嘴表面强化技术研究

超高压磨料射流切割技术是海上油田弃井和海上废弃结构物安全高效切割回收的有效方式,喷嘴是切割系统中的关键部件。由于超高压力的混合磨料对喷嘴的内部结构产生冲蚀磨损,在切割过程中喷嘴容易失效。为了提高喷嘴的使用寿命,设计内嵌式喷嘴结构。喷嘴芯由纯碳化钨烧结而成,表面镀类金刚石薄膜。采用现代表面分析技术,评价喷嘴镀类金刚石薄膜前后的微观结构、硬度和摩擦磨损性能。结果表明:镀类金刚石薄膜可以提高喷嘴的表面硬度和耐冲蚀性能,延长喷嘴使用寿命。     

套管钻井技术首次在我国海上钻井作业中的应用

介绍了套管钻井技术在中国海洋石油钻井技术中的首次应用情况。该技术在中国南海和渤海,分别使用?508mm和?339.7mm套管钻井,进尺分别为61.4m和507.9m,平均机械钻速分别为16.12m/h和32.77m/h,整个作业过程安全顺利,并且创造了第1次在中国海域使用套管钻井技术并获得成功;第1次在勘探井中使用套管钻井的方法,省去了传统隔水导管,实现了井身结构的简化;第1次在渤海和南海西部创造了勘探井建井周期最短的最新记录。总结了一套使用套管钻井的成功经验和初步认识,对于今后在中国海洋钻井作业中进一步简化井身结构、降低成本、提高效率,具有十分重要的指导意义并提供了成功的经验。     

海上永久弃井技术在马来西亚某油田现场应用

随着海上油气勘探开发的不断进行,部分平台设备腐蚀老化严重需对其进行弃置处理,平台弃置的关键技术之一是井眼的弃置与封堵,目前海上油气井弃置已逐渐成为一项工程热点.海上驳船配合液压修井机弃井作业具有成本低,安全高效的优点,并在马来西亚某油田三口井弃置作业中成功应用,为国内海上高风险油气井高效低成本弃置作业提供了重要借鉴意义...