高压注水管柱受力分析

进行高压注水管柱受力分析的目的就是根据注水条件研究注水管柱在不同过程中的各类效应，以及这些效应对管柱产生的受力和变形规律，从而明确注水管柱的工作状态，保障注水管柱有效合理地工作。较详细地分析了高压注水管柱在锚定、坐封以及注水3个过程中的受力状态和变形情况，并分析了高压注水管柱在不同过程中受到的各种效应的影响，推导出注水管柱在不同过程中的应力及变形的计算公式，并给出了算例。     

注水管柱温度场数值计算模型研究——注水管柱受力分析系统讨论之一

根据不稳定温度场热传导原理,采用空间三维模型分析了入井液体或井内中的液体返出过程中携带热量温度的变化规律,建立了注水管柱温度场数值计算模型,并讨论了注水管柱在不同工况下的温度分布及工况发生变化时所引起注水管柱温度变化的相关计算,为开发注水管柱力学分析仿真软件,计算注水管柱温度分布及温度的变化量奠定理论基础,具有较高的理论意义和实用价值。     

分注井水力压缩式封隔器失效原因分析与对策

随着分层注水向深井、斜井发展，以及注水压力的提高，封隔器工作时的移动严重影响了分层注水的成功率。由于在斜井中分层注水管柱受力不平衡，在正常注水时，管柱上存在虎克定律效应、压力效应、螺旋弯曲效应及温度效应，此四种效应的综合作用导致了分层注水管柱的伸长和缩短，造成封隔器在井下移位，使封隔器密封失效，甚至造成封隔器自动解封。     

深井分层注水管柱受力变形计算方法改进

针对原高压注水受力分析计算模型的不足之处,提出以下几点改进建议:区分计算完全与部分弯曲管柱的缩短量;细分工作状态,计算温度分布;在多级分层注水中考虑封隔器胶筒摩擦力和配水器水嘴压力与水量损失;增加下入、洗井和停注过程,完整描述整个注水过程中管柱受力变形变化情况。最后,编制深井分层注水管柱受力分析软件进行实例计算。     

三级分层注水管柱蠕动研究

多级细分层注水已成为开采薄差层油气资源的重要手段,但由于其注水管柱结构、工艺流程以及管柱受力相对复杂,使得封隔器蠕动失效问题日益突出。为了更准确地分析注水管柱蠕动影响因素及蠕动规律,在考虑管柱受力、管柱结构和作业参数等多种因素的基础上建立了三级分层注水管柱封隔器蠕动模型,并提出了蠕动计算的新方法。通过对实际注水管柱在不同作业工况下的蠕动分析,得到了注水压力、节流压差及注水温度等因素对注水管柱蠕动的影响规律,即第一层段注水压力增大时,注水管柱蠕动量最小;当第一层段配水器节流压差逐渐增大时,各级封隔器蠕动量最小;当注水温度随着注入时间的延长越接近地层初始温度时,注水管柱蠕动量越小。研究结果表明:施加刚性锚定和锚定补偿措施可以大幅度减小管柱蠕动,对延长封隔器寿命和提高分注作业成功率有重要意义。     

套管柱在高压工艺条件下的受力及保护浅析

分析了套管柱在高压工艺条件下的受力状况，并给出了计算公式。实施压裂、酸化或注水而形成的高压差和高温差，会使井口处套管和水泥面处套管的受力发生突变。在采用环室或光油管压裂、酸化或注水时，套管处于直接承压状态，其中井口处套管受压力效应、温度效应和重力的综合影响；水泥面处套管则受到附加轴向载荷的作用。通过实际井例进行了计算和验证。在此基础上，提出了采用封隔器管柱保护套管的途径。此外，还对封隔器管柱作了受力分析。     

印尼M油田注水管柱及注水温度设计分析

油气井分层注入管柱的优化设计对现代注水工艺的作用越来越重要。M油田具有油层温度高、油层埋藏深度浅等特点。在满足M油田注水压力条件和注水管柱强度要求基础上,通过对比分析注水压力、注水量、以及注水管柱管径3者之间的关系,优化M油田注水井注入管柱设计。同时对影响注水开发效果的注入水温度进行优化设计。通过分析注入水温度、注水量,以及注入时间来预测井底温度,综合分析之后给出最佳的注水温度,提高油层保护效果。     

锚定补偿式分层注水管柱研究及应用

针对常规分层注水管柱受温度效应和压力效应影响而产生蠕动 ,降低管柱使用寿命的问题 ,研制成具有锚定和补偿性能的新型锚定补偿式分层注水管柱。这种管柱采用由补偿器、水力锚和支撑卡瓦组成的锚定补偿机构 ,改善了封隔器的受力条件 ,有利于提高注水管柱的工作寿命。还新研制了与注水管柱配套的ZJK配水器 ,解决了压缩式封隔器坐封时需投捞死芯子的问题。锚定补偿式分层注水管柱已现场应用 50多井次 ,均正常注水 ,其中最大井深 34 0 0m ,最高注水压力 2 8 5MPa ,最长工作时间 30个月 ,是目前比较先进的分层注水管柱。     

井下注水管柱力学测试系统设计

分层注水已成为开采薄差层油气资源的重要手段,但由于其注水管柱结构、工艺流程和受力情况相对复杂,使得井下轴向力、内外压和温度难以准确掌握。为了验证注水管柱力学分析理论研究的准确性,设计了基于应变测试技术、水下无线短传和存储回放模式的井下注水管柱力学测试系统。该系统可进行井下数据检测、提取和远距离数据通信,通过拉压力试验和水下无线短传试验得到测量值。分析结果表明:测量值与实际值的相对误差均小于5%,从而验证了井下注水管柱力学测试系统满足设计要求。研究成果对于指导施工管柱的设计以及分层注水工作参数的合理选择具有重要意义。     

KSQ型水井双向锚中心管受力分析

KSQ型水井双向锚依托注水管柱是保障油田开发工艺顺利实施的关键构件,通过其锚定作用,可以防止在注水过程中由于温度、压力等因素的变化造成管柱上下蠕动,进而延长注水管柱的寿命,提高分层注水效果。通过对水井双向锚中心管在不同工况下的受力分析和有限元计算,得到了中心管优化设计结果,提高了水井双向锚及其注水管柱的可靠性。     

插入式封隔器注水管柱力学及蠕动规律研究

注水管柱在井下受到多种载荷以及活塞效应、鼓胀效应、弯曲效应、温度效应的影响,受力状况复杂,易造成封隔器蠕动,产生巨大经济损失.在考虑内压、外压、轴向力、弯矩、井壁支反力和摩擦力等多种载荷的基础上,建立注水管柱蠕动分析模型,分析多层段分层注水管柱的受力状况,并研究插入式封隔器结构特点、最大摩擦力以及蠕动机理.考虑现场不同...     

连续气举条件下举液管柱传热系数的确定

气举管柱温度分布对气举井设计和运行有着重要的意义,而传热系数是影响系统传热 和温度分布的重要参数,要准确地预测管柱内流体的温度梯度必须首先确定传热系数。针对气举 井实际工况,首次推导出气举管柱的传热系数计算公式,从而为气举管柱流温计算奠定了基础。 计算结果表明,注气点以上和注气点以下传热系数相差很大,所以在实际工程计算时必须分别予 以考虑,并且在计算中可以忽略油管和套管传热系数对气举管柱总传热系数的影响。     

水泥返高对深水高温高压井井口抬升高度的影响

深水高温高压井油气开采过程中,油气流将井底热量携带至井口致使自由段套管受热伸长,继而导致井口抬升,使井口存在装置密封失效的风险。建立了深水高温高压井油气开采阶段井口抬升高度计算模型,基于自主研制的高温高压井口抬升模拟实验装置,开展了双层管柱不同水泥返高及多层管柱耦合固井条件下的井口抬升模拟实验。研究结果表明,相比水泥返高50%工况,双层管柱水泥返高100%工况下各层管柱伸长量明显降低,多层管柱耦合固井工况相比不固井工况下的各层管柱最大伸长量也明显降低,表明水泥封固对井口抬升具有一定的束缚作用。经模拟实验验证,建立的模型计算结果与实验数据相比误差小于10%,可用于预测不同工况条件下的井口抬升高度,为科学设计预防井口抬升措施提供了技术参考。     

砂岩孔隙型地热井提高热效工艺分析

针对国内砂岩孔隙型地热井井口水温相对较低、缺乏提高热效工艺的先导试验,开展了提高热效工艺与井口水温之间的适应性研究。采用开口系统稳定流动热力学模型,分别从地热井成井施工参数和井筒隔热工艺两个方面计算了多条件下的井筒水温曲线,对比了不同工艺方法下的增温效果、成本和可操作性。研究表明:小排量抽水时,沿程热损失和上层低温高渗井段主出水,综合导致井口水温较低;大排量抽水时,井口水温随着日抽水量的增大而增大,但增温幅度减小,日抽水量大于3 500 m3/d时增温幅度非常小且趋势趋平;主出水井段越深,井口水温越高,合理设计地热井止水器和滤水管安装深度,使得底层高温热储层动用起来,可以增加井口水温8~18 ℃以上;单纯增加泵挂深度井口水温增加不大于0.2 ℃;采用氮气环空隔热、气凝胶隔热、降低水泥环导热系数和延长固井段长度,可以增加井口水温0.23~1.3 ℃,但是成本较大,实现相对困难;延长抽水钢管长度并外刷隔热涂层,井口水温增加0.6~1 ℃,预增成本相对较少,容易实现。拟合了井口水温与日抽水量之间的函数方程,该函数方程可以快速预测相似结构管柱砂岩孔隙型地热井不同排量下的井口水温。该研究结果可为砂岩孔隙型地热井井口水温预测、现场提高热效工艺方式的选择提供参考。     

定向井分层注水工艺研究与应用

针对定向井分层注水的现状,对定向井分注工具和分注管柱进行了研制和合理配置。在分注管柱中使用JSY341-115斜井封隔器和液力扶正器,解决了常规封隔器在斜井和水平井段中封隔器坐封胶筒不居中的技术难题;配水器的水嘴投捞采用液力投捞原理,解决了配水器在定向井中应用水嘴投捞难的技术难题;分注管柱实施锚定或支撑到人工井底,克服了管柱因注水压力不平稳等原因造成的管柱蠕动现象;分层测试实现了实际工况各单层分测:即测分层注入量和分层压力。     

柔性复合油管注水管柱的设计与试验

油田采出水中含有大量的硫酸盐还原菌、腐生菌、铁细菌等,其腐蚀性强,引起采出水回注井井筒注水管柱严重腐蚀,在满足现有注水管柱工作参数条件下,通过改变注水管柱材质、结构的方法,设计出一种抗腐蚀性能强的柔性复合油管。进行了油管强度校核、室内性能评价实验、注水管柱组合设计和现场试验研究。试验表明:柔性复合油管在现有注水工作参数条件下,使用寿命可达15 a以上,达到了钢质油管寿命的3倍以上,为油田注水井井筒防腐提供了一种新方法。     

注水管柱的受力分析及理论计算

注水管柱在工作过程中受井口压力、注入量、井深、井温等的影响，会引起伸缩蠕动，导致封隔器解封或失效，影响分层注水的水驱效果。为了保障注水管柱有效合理地工作，应准确地掌握注水管柱的应力和铀向变形，合理地计算注水管柱的伸缩力和伸长量，为采取有效合理地预防措施，提供理论依据。     

蒸汽驱高温长效隔热注汽管柱的研制

从蒸汽驱井筒隔热机理入手,对蒸汽驱注汽过程中注汽管柱热能损失环节及其影响因素进行了详细的理论分析.在此基础上,围绕进一步提高中、深层蒸汽驱注汽管柱的长效隔热性能进行了全面、深入的研究和探索,研制出以隔热管接箍密封器、压力补偿式隔热型伸缩管、Y441强制解封蒸汽驱封隔器及多级长效汽驱密封器为核心的蒸汽驱注汽管柱,使稠油油藏蒸汽驱开采的配套工艺技术得到了进一步完善与提高.     

油田BaSO_4垢除垢技术研究进展

介绍了BaSO4垢防垢、除垢方法,即避免不配伍的水相混、使用化学剂、机械除垢、磁防垢和电子除垢等,还介绍了BaSO4防垢剂和阻垢剂的研究现状,最后指出了防垢剂的发展趋势。