完井管柱与井眼曲率适应性有限元分析

老井眼侧钻短半径水平井技术在绥中36-1油田的高造斜率井段应用时,完井管柱串与井眼的适应性问题较突出。为此,选取绥中36-1油田某井的完井管柱为研究对象,使用弹性模型,考虑完井管柱刚度、井眼曲率、重力、扶正器和内层管柱的影响,建立了完井管柱下入不同井深力学模型,利用有限元法将管柱离散成梁单元进行模拟仿真计算,分析了完井管柱与井眼曲率适应性。分析结果表明:过低曲率井段时,管柱轴力、接触力和摩阻力对应力起主导作用;过高曲率井段时,弯曲应力对等效应力起主导作用。在井眼曲率每30 m为10°和15°2个高曲率井段,弯曲应力明显变大,占等效应力的1/2以上。所得结论为该油田后续完井管柱施工提供了理论指导。     

浅层稠油油藏水平井完井技术

为增加原油自然流动的能力,目前稠油普遍采用蒸汽吞吐稠油热采.稠油水平井尾管完井工具除了要求悬挂器能安全、牢固地将完井管柱悬挂外,还须保证在稠油热采时的高温高压条件下,完井管柱与技术套管间实现长期、有效的防砂封隔.在稠油水平井φ68.3 mm完井管柱下入时剩余钩载很小,因此要求下管柱时现场须按设计要求调整好泥浆性能,改善其润滑性能,在直井段及井斜较小的井段尽可能采用加重钻杆和钻铤作为送入钻具,以增大管柱下入的驱动力.良好的井眼轨迹和泥浆性能是完井作业顺利完成的基础.     

准噶尔盆地吉木萨尔致密油水平井固井技术探讨

通过从完井管柱下入、水平井固井水泥浆及配套固井技术等几方面开展软件模拟分析,配方优化研究,配套固井技术优选等致力于解决吉木萨尔致密油区水平井固井的主要技术难题,经现场应用验证,形成适用于该区块的水平井固井技术。下套管前充分循环洗井并最终采用三扶正器通井保证井眼稳定、顺畅、平滑;造斜段、水平段套管串合理安放刚性扶正器特别是滚轮扶正器有利于有效提高套管居中度及降低套管下入摩阻;通过优化固井施工参数,采用变排量注水泥及替浆,改善注替流态,辅助采用除油前置液及套管漂浮技术有利于提高顶替效率;弹性颗粒加入水泥浆配方进一步增加水泥石弹性韧性,有利于在保证强度要求下降低水泥石弹性模量,适应大型压裂对水泥石强度及韧性要求。     

苏里格致密气藏超长水平段水平井钻井完井关键技术

针对苏里格气田致密气藏超长水平段水平井钻井完井过程中循环泵压高、摩阻扭矩大、机械钻速低、井眼清洁困难、完井套管柱下入困难等问题,分析了超长水平段水平井钻井完井技术难点,进行了高效钻具和钻井设备优化配置、井眼轨道设计和井眼轨迹控制、水平段钻井提速和清洁,以及旋转导向钻井、强抑制润滑性水基钻井液和"旋转引鞋+套管"漂浮下入...     

超深水平井及侧钻水平井完井裸眼处理工艺研究及应用

对于碳酸盐岩超深水平井及侧钻水平井完井,裸眼处理是重要步骤。针对常规处理工艺通井无针对性、钻头处理裸眼可靠性较差,以及处理过程控制点不足等问题,对裸眼井段狗腿度、裸眼井段非目的层段穿行度,以及井径扩大率和井斜角等因素进行分析,对通井方案及通井管柱进行优化设计,建立了一套井眼评价指标,提高了完井裸眼处理成功率及裸眼工具入井一次成功率。2014年共应用14井次,单井提高实效67.58h,累计节约完井时间946.12h。     

新疆DC024分支井钻井完井技术

新疆石油管理局钻井工艺研究院2005年12月在新疆克拉玛依低效油田车排子井区完成了该油田第一口（TAML）四级难度的DC024分支井现场试验。研究人员在该井进行了多项新技术入井试验,完成了从斜向器的定向安放、套铣打捞、完井管柱在弯引鞋导引下进入分支井眼、窗口处分叉工具的悬挂丢手、射孔作业管柱的选择性入井等全套分支井关键技术试验。文章介绍了DC024分支井的方案设计要点和实际施工中所应用的分支井钻井完井技术。     

大斜度井电泵举升管柱扶正器间距的计算

电泵举升管柱加装扶正器可保持油管和套管之间的合理间隙,防止电泵电缆遭到挤压和磨损。扶正器的安装主要依靠经验判断,缺乏理论依据和计算方法,既增加了生产成本,又增大了井下事故的风险。在综合了井眼轨迹、油管柱内外液体密度、扶正器和套管内壁摩擦、管柱自重、油/套管几何参数等因素对管柱受力和变形影响的基础上,结合现场生产实际工况,运用微元法建立了大斜度井三维井眼电泵举升管柱力学模型,实现了不同工况条件下油管柱的受力与变形分析计算;结合两扶正器之间油管横向变形计算模型,建立了油管扶正器间距的计算模型,并开发了计算机辅助分析计算软件;通过实例验证了油管扶正器间距计算模型的可靠性。研究结果对于扶正器现场安装具有一定的理论指导意义。     

基于管柱动力学的特深井通井组合刚度评价方法与应用

我国特深井钻井正处于快速发展阶段,受井眼尺寸大和深度深的影响,钻井过程中极易出现微井斜、扩径缩径和井壁台阶等,导致套管下入困难,因此通井钻具组合评价尤为重要。目前,现场使用的评价方法常忽略了管柱下入过程中与井壁的碰撞和变形,导致通井效果时好时坏。为了辅助现场施工,文章基于全井管柱动力学模型和HHT-α数值计算方法提出了一种能够模拟管柱下入的动态过程的通井钻具组合的评价方法,该方法考虑了实测井眼轨迹、井眼扩大率和下入阻力等要素。通过某特深井三开下套管前的钻具组合进行实例计算分析,表明井眼扩大率和套管串下入阻力对通井能力和套管下入影响较大,当井眼扩大率较小且套管串下入阻力较大时,需要使用刚度较大的多扶正器通井钻具组合。本方法可以实现实测井况条件下比较精准的刚度对比模拟,也成功指导了案例井?486 mm套管的安全下入。     

分支水平井防砂管柱阻卡原因分析及对策

为了分析分支水平井完井防砂管柱在渤海油田出现阻卡复杂情况的原因,研究形成针对性的技术对策,结合X1H1井作业时出现的现象、作业参数及管柱下入模拟分析,深入剖析了X1H1井完井防砂管柱阻卡原因,并对工艺和工具进行了优化。分析结果认为:井深1 730.88 m阻卡为顶部封隔器卡瓦提前张开坐封造成了硬阻卡,同时井筒内可能有杂物和管柱间隙过小也是该次阻卡的原因;井深1 155.50 m阻卡主要是管柱间隙过小,导致顶部封隔器上规环或胶皮卡在了壁挂器缩径处。形成的针对性技术措施为:完井作业前增加1趟通井作业以保障井筒内通径;刮管洗井采用多功能井眼清洁器,优化洗井管柱,提高井眼清洁程度;将顶部封隔器外径由152.4 mm减小至147.3 mm,提高防砂管柱的通过性。提出的针对性技术对策可有效解决分支井管柱阻卡复杂情况,为分支水平井技术在渤海油田的推广应用提供了借鉴。     

提高大斜度定向井固井质量的新方法

在大斜度定向井内、为预防入井套管柱偏离井眼中心、保证套管扶正器有理想的扶正(居中)作用,来提高定向井的固井质量,仍然是目前国内外固井工作中一大课题。本文主要通过实践,简单地介绍一种对入井套管柱以浮力使管柱扶正,达到提高固井质量的目的。经过现场应用,收到了效果,证明新方法具有使用价值,供施工者现场参考。     

涠洲某油田A9井钻孔管柱下入技术

涠洲某油田A9井是位于广西北海北部湾的大斜度生产井,采用裸眼下入?178 mm钻孔管柱完井。A9井的特点是目的层压力系数高、钻井液密度高、黏度和切力大、井眼曲率大、井斜角大、水平段长、目的层为大段泥岩、页岩等,综合分析认为主要的完井技术难点有钻孔管下入摩阻大、井控和储层保护难度大、下钻激动压力和循环压力高易造成悬挂封隔器中途坐封等。针对以上难点,对钻孔管柱下入难度进行了分析,计算了管柱下入摩阻,并优化了管柱配置,采用具有储层保护效果的钻完井液体系和特殊结构的悬挂封隔器总成,从而将管柱顺利下入到位,并获得理想的油井产量。该技术为同类复杂井况条件下的钻孔管柱下入设计与施工作业提供参考。     

螺杆泵井抽油杆柱扶正器安放位置设计方法

针对部分学者对抽油杆柱扶正器安放位置优化设计方法大多只考虑某一个影响因素而不能从根本上解决杆管偏磨问题的现状,从井眼曲率、抽油杆柱旋曲、扶正器与杆管柱的间隙、转动惯性等因素入手,采用材料力学中的挠曲线方程和有限元法对杆柱运动状态进行了分析,给出了抽油杆柱扶正器位置的设计方法,从理论上解决了杆管偏磨问题。     

水平井管柱下入摩阻分析及应用

水平井造斜后井迹弯曲,使管柱入井时受到的阻力远比直井大,给钻井作业增加了难度,因此对管柱摩擦阻力的分析计算是保证管柱顺利入井的关键。通过建立管柱受力平衡方程,推导出水平井管柱入井时摩阻计算的力学模型,分析计算了在稳定和旋转方式下管柱入井时的大钩载荷和井口扭矩等重要技术参数的解析公式。实例计算分析表明,摩擦阻力计算结果可为钻井设备选型、优化管柱参数和井身结构以及选择下入方式提供可靠依据。     

碳酸盐岩超深水平井分段改造完井井眼准备技术

塔中碳酸盐岩超深水平井水平段和裸眼段长,目的层缝洞发育,钻井过程中漏失严重,易形成岩屑 床,常规定向钻井井眼易形成微台阶,导致管柱起下摩阻大;储层多钻遇高伽马易垮塌灰质泥岩,通井过程中易产 生新井眼,对分段改造完井管柱安全下入带来严重挑战。通过塔中超深长裸眼水平井完井通井实践,在通井工具 优选及钻具组合优化、划眼技术、岩屑床清除、钻井液润滑和安全起下钻等方面形成了一套完整的井眼准备技术, 满足了碳酸盐岩超深水平井裸眼分段改造完井管柱下入需要。     

吉木萨尔页岩油水平井JHW00421井钻完井关键技术

JHW00421井是吉木萨尔油田第1口超长水平段页岩油水平井,设计水平段长度3 027 m,面临钻进摩阻及扭矩大、井壁易失稳、井眼轨迹控制难度大、井眼清洁难度大、油层套管下入困难等诸多钻井难题。为攻克以上技术难题,开展了以下技术研究和现场实践:优化井身结构并将?244.5 mm技术套管下至A靶点以实现水平段专打;采用旋转导向工具对水平段轨迹进行精准控制并减小井眼曲折度;采用油水比85∶15的油基钻井液,降低长水平段井壁失稳风险、钻井管柱与井壁摩阻系数;基于水平井井筒清洁“传输带”理论,制定详细的井筒清洁技术方案以确保井筒“干净”;优选套管柱摩阻计算模型并合理选取摩阻系数,准确预测套管柱下入能力并优选下套管方案;采用多扶正器通井钻具组合、优化套管扶正器类型及安放位置以降低下套管阻力;采用油基冲洗型隔离液并优选注水泥参数来提高水平段固井质量。该井完钻井深5 830 m,实际完成水平段长度达3 100 m,水平段固井质量测井解释为优质,对今后同类超长水平段水平井设计和施工有借鉴和指导作用。     

旋转引鞋管柱下放工具研制

水平井及大位移井井眼存在砂桥及缩颈,经常导致完井管柱(尤其是配有封隔器等复杂的完井管柱)下放困难。通过对国内相关技术的调研,结合国内油田的需要,提出了新的管柱下放方案,研制了旋转引鞋管柱下放工具。介绍了该工具的结构、工作原理、厂内及现场试验情况。厂内试验及现场应用证明该工具能够解决井眼砂桥及井眼缩颈条件下管住的下放问题。     

碳酸盐岩超深水平井复杂井眼条件下特殊完井工艺研究与应用

塔里木盆地碳酸盐岩储层具有压力敏感、安全密度窗口窄、易喷易漏、井控风险大等特点,自2012年下半年开始,塔中区块水平井井深大幅增加、水平段不断延长,受储层跟踪难、井眼轨迹不平滑、钻具托压严重等因素的影响,模拟通井管柱在裸眼段摩阻较大(甚至光钻杆也很难通过),给后期的试油完井作业带来了很大的挑战。文章正是针对"模拟通井时间长、管柱下入难、无法进行常规完井"的问题,提出了以斜坡钻杆与油管相结合的完井管柱为核心的特殊完井方案,优化配置了完井管柱,完善并标准化了该工艺的工序,成功应用5口井的效果分析表明,该工艺有效建立了复杂井眼条件下的油气通道,并为类似井的完井工程提供了一个新思路。     

新型热敏式补偿器在水平井稠油完井中的应用研究

筛管先期防砂完井技术在水平井中应用日益广泛,胜利油田为国内水平井发展最快、应用规模最广的油区。由于注水注气井的高温高压工况,完井管柱受热膨胀变形损坏,大大影响了作业效果。为提高完井工具的可靠性,改善完井管柱的受力状况,本文建立了水平井筛管管柱的有限元模型,在对筛管管柱注汽条件下热应力分析基础上,研制了新型套管热敏式补偿器,并在胜利油田多口井进行了现场应用,结果表明热敏式补偿器可有效缓解水平井筛管的损坏程度。     

呼图壁储气库入井液漏失模型研究与应用

针对呼图壁储气库注采气井在完井作业中存在的入井液漏失现象,开展了入井液漏失模型研究,通过建立水平井分段模型,利用不同水平井产能公式对呼图壁储气库注采水平井的入井液漏失速度和时间进行计算,结果表明RenardDupuy产能公式分段模型精度高,为注采水平井完井工艺的选择提供了重要依据,从而验证了两趟管柱完井工艺的可行性,优化了完井工艺,确保现场施工安全。     

水平井分段完井技术及完井管柱方案

介绍了水平井完井要考虑的储层地质因素及基本原则和国内外典型服务公司水平井选择性完井技术的特点、应用效果及其管柱方案。分析了筛管和套管注水泥组合完井、筛管和管外封隔器组合完井、管外封隔器和滑套组合完井等水平井分段完井技术特点及应用情况、技术难点和解决措施。应用管外封隔器、生产滑套等工具进行水平井分段完井极大地降低了水平井完井成本,不仅实现了水平井的稳产,还可以有效抑制水平井的底水突进现象,控制含水的上升。水平井分段完井应成为今后水平井完井的主要方式。