射孔冲击载荷对作业管柱的影响及对策

超深井射孔完井常采用射孔、测试、酸化三联作工艺技术,作业管柱通常包括射孔器材、封隔器、测试工具等井下工具,射孔瞬间形成的动态载荷对作业管柱产生影响,可能使射孔管柱发生弯曲、断裂等。为此,采用理论经验公式和ANSYS/LS-DYNA有限元分析软件,并结合有效的动态载荷对射孔管柱加载冲击载荷进行动力学模拟分析,开展了不同射孔管柱长度、管柱厚度以及距离约束端长度等管柱力学模拟分析。结果表明:作业管柱长度越长、射孔厚度越厚、距离约束端长度越长其有效应力越小,整个井下管柱系统越趋稳定。通过射孔冲击载荷对作业管柱的影响分析,总结出了有效缓解射孔管柱冲击的方法,减少射孔工程井下事故,从而提高油气井射孔完井的安全。     

射孔管柱断裂失效分析及其控制措施

针对XX9超深井射孔时管柱从射孔枪母接头断裂掉井、XX1超深井射孔测试联作时管柱从封隔器下变扣接头断裂掉井、X209H47-8页岩气井分簇射孔管柱从选发母接头断裂掉井这3次事件,对失效接头进行了化学成分分析、硬度测试、冲击测试、金相测试、扫描电镜分析、扫描电镜-X射线能谱分析.在理化检验分析的基础上,结合射孔设计、射孔器材加工质量、井筒条件、射孔冲击载荷模拟结果等对这3起事件进行了剖析和探讨,提出以上异常现象的诱发因素及可能存在的原因.针对射孔管柱断裂失效原因,提出增大设计安全系数、提高射孔用材料检测标准、优化射孔工艺及射孔管柱配置等控制措施以提高类似井射孔作业可靠性.     

海上超深大位移大斜度井射孔技术研究与应用

利用老井侧钻大位移井是经济高效开发断块油气藏的重要方式,对完工安全射孔技术提出了更高的要求。平湖AM1是一口超深、大位移、大斜度井,井深6 866 m,水平位移5 350.49 m,最大井斜77.81°,其中60°井斜以上井段4 524 m。该类井射孔作业面临着管柱施工安全、常规电缆无法校深、井控监控方法等问题,通过优选114 mm射孔枪尺寸,提高管柱通过性、预防卡枪,采用三公枪头保护起爆器、延时装置等关键射孔工具,降低机械及压力载荷影响,应用LWD工具测量地层伽马和套管同位素标记位置,代替电缆校深工艺快速实现管柱精确定位,优化形成LWD校深射孔管柱结构,制定了适用于超深井的井控评价方法,配合采用低摩阻完井液体系,相比常规体系降低井筒摩阻30%,确保了射孔管柱的顺利下入。现场应用表明,该技术明显降低了复杂超深井的射孔风险,达到了安全施工、精确射孔的目标,对老油田深度挖潜增储上产提供了技术支撑。     

井身结构对射孔段油管柱强度安全性影响分析

以某超深复杂井L101井射孔工程为例,通过改变射孔段长度、"口袋"长度和射孔比参数值,进行对比分析和研究,得出如下规律:(1)射孔段的长度对井底管柱的强度安全性产生的影响非常小,可不考虑其影响;(2)"口袋"长度对井底管柱的强度安全性产生的影响不可忽视,应将其作为主要影响参数来考虑;(3)射孔比小于1.5,随着射孔比的增大,油套管峰值应力及封隔器处峰值压力呈减小趋势,有利于管柱安全;射孔比大于1.5,为了射孔管柱安全而继续扩展井下空间没有意义。     

8000 m超高温超高压超深井射孔配套技术

超高温超高压超深井射孔既是国内外的射孔技术难题同时也是射孔技术发展的重要方向。文章以塔里木油田山前油气区块8000 m超高温超高压超深井为对象,分析该区块超深井在射孔完井作业中的超高井温、超高井底压力、井筒完整性等复杂的射孔技术难题,并以此为切入点重点阐述并分析了配套的超高压超高温射孔工艺技术,包括超高压射孔枪、超高温深穿透射孔弹、管柱设计与工艺安全等配套技术。通过现场3口8000 m超深井5次射孔作业的成功应用,表明了该配套射孔工艺技术的安全和适用性。     

射孔段管柱动态载荷综合测试

油气井射孔完井过程中,射孔瞬间形成的巨大冲击加速度和压力会对射孔段管柱造成损伤,进而威胁到整个油气井管柱体系的安全性和可靠性,严重时会造成油气井事故。为获取射孔段管柱在射孔弹爆炸作用下的多个动态力学参量,设计了一套射孔段管柱动态载荷地面综合测试系统,利用该系统同步测得了射孔段管柱在射孔弹爆炸冲击下的加速度、应变和管柱外环压信息。该测试系统便捷可靠,实验方法科学合理,提高了实验效率。该研究为进一步分析研究射孔段管柱动态力学响应对整个井下管柱体系可靠性影响提供重要参考。     

114.3 mm尾管射孔技术在渤海高温高压井的应用

以海洋石油某高温高压气井为研究对象。海3井完钻井深5 329 m,为渤海第一深井,生产套管为114.3 mm尾管,177.8 mm尾管回接至距井口317.34 m,井身结构复杂。针对该井射孔作业存在的技术难点,对射孔工艺方案选择,点火方式选择,射孔管柱设计及现场施工等方面叙述。本井射孔段分为两层,以底层为分析对象,采用TCP平衡射孔方式,经设计讨论分两次平衡射孔,单独下一趟负压返涌管柱,射孔起爆压力约为20 MPa,射孔枪、导爆索、传爆管、射孔弹炸药均为超高温炸药,射孔管柱及井下工具均能满足高温高压井射孔作业。     

长井段水平井油管输送式射孔管柱防卡技术

水平井油管输送式射孔后,管柱遇卡的现象时有发生。长井段水平井油管输送式射孔时,由于射孔器串长,射孔后管柱遇卡的风险更高。文中结合PG气田DW区块地质特点,针对造成射孔管柱遇卡的主要原因,通过设计适合DW区块地质特点的关键射孔参数、研发低碎屑射孔弹、制定射孔管柱扶正措施等。降低了长井段水平井油管输送式射孔管柱遇卡的风险,该技术在PG气田DW区块4口超长井段水平井的射孔施工中应用,射孔一次成功率100％,射孔后管柱上提摩阻在正常范围内     

水平井及大斜度老井再射孔的校深方法

水平井、大斜度老井射孔时,由于有射开层位的存在,环空加压起爆已经不太现实,常采用油管内加压方式起爆。采用密封管柱油管内加压方式起爆射孔器时,由于起爆前后管柱所受压力的变化,校深定位的射孔器位置发生改变,射孔深度产生误差,最大误差在100cm左右。分析研究了水平井、大斜度井施工管柱结构,认为引起油管变形的主要原因有油压、鼓胀效应、井斜摩擦、螺旋弯曲及射孔枪尺寸。建立了水平井、大斜度井管柱受力模型,开发出射孔管柱深度校正软件。应用该软件现场施工100余井次,射孔深度误差均控制在20cm以内。     

南堡油田NP511井下管柱误射孔事故原因分析

南堡油田公司的NP511井在射孔施工过程中发生误射事故.运用水动力学原理对事故原因进行了计算分析,查明了事故发生的原因.在下管柱的过程中,起爆装置处受到静水压力和波动压力作用,波动压力同下管柱速度和管柱与油井的间隙有关.计算结果表明:在到达目的层以前起爆装置处的总压力大于射孔枪的抗剪切压力,射孔枪提前发射,起爆装置发生起爆.计算得到的压力波动值与实测值相符.为避免下管柱时发生类似事故,提出了管柱结构尺寸的最低要求,建议管柱下井速度不能超过标准值,以提高射孔施工的安全性.研究成果对改进和提高采油工艺水平具有实际意义.