水平井割缝筛管下入强度研究

针对水平井完井中割缝筛管下入过程中的强度问题,建立了割缝筛管强度计算模型。采用模拟试验和有限元分析2种方法对水平井割缝筛管的强度进行研究,并进行了对比分析,结果表明,在割缝筛管弯曲段割缝尖端处的轴向应力较大,使缝张开的应力和剪应力均较小;对于宽度为0.5mm,缝长80mm,每周30条缝,缝间距20mm的割缝筛管最大Mises等效应力为252.88MPa,小于其材料的屈服强度,因此该割缝筛管强度满足实际应用要求。提出的研究方法为割缝筛管研究提供了新的思路,可用于割缝筛管强度分析、可靠性评估和割缝筛管优化设计。     

割缝筛管防砂设计及应用

针对油 (水、气 )井防砂完井优配割缝筛管的需要 ,从理论研究和应用实践中 ,总结出一套割缝筛管的设计方法 ,其中包括割缝筛管的防腐设计 ;割缝筛管的防垢设计 ;基于形成砂桥来控制地层砂的设计原则和基于完全阻止地层砂移动的设计原则来进行割缝筛管的缝宽设计 ;割缝筛管的面密度的设计 (包括裸眼井用割缝筛管 ) ;割缝筛管的缝长设计。最后给出了割缝筛管防砂设计程序框图     

基于ANSYS的割缝筛管应力分析和结构优化

防砂完井中割缝筛管使用广泛,但对其应力和结构研究不足。应用ANSYS软件对割缝筛管进行有限元数值模拟,可以得到在采油工况下割缝筛管的应力分布。通过改变割缝筛管的结构参数,得到结构参数与最大应力的关系,从而可以优化割缝筛管结构。     

水平井割缝筛管完井技术应用

水平井采用割缝筛管完井是开发裂缝性油藏的有效手段,文中对割缝筛管缝隙,过流面积,长度和强度进行分析,通过女MH2井和女MH3井等井应用,针对割缝筛管堵塞问题,提出利用水力剖刷配合酸溶解堵剂解决。在吸收国外完井管柱技术上开发不留塞选择性完井工艺技术,并增加割缝管水力解堵技术,解决了割缝筛管存在的问题。文中还对配套工具等进行介绍。     

蒸汽吞吐水平井割缝筛管完井参数优化模型

为解决蒸汽吞吐稠油水平井割缝筛管完井理论研究落后于工程应用的问题,综合水平井蒸汽注入阶段、焖井阶段、生产阶段的传热与传质分析,建立了割缝筛管完井参数优化模型,分析了割缝宽度、筛管外径、割缝密度、割缝长度、单元割缝数、圆周割缝数、割缝堵塞对水平井产能的影响。结果表明:水平井产能随着割缝宽度、筛管外径、割缝密度、割缝长度、单元割缝数的增大而增大,且变化逐步趋于平缓;对割缝筛管完井水平井产能影响大的因素是割缝长度、割缝密度、割缝堵塞厚度;割缝堵塞最大可造成高达65%的产能损失;以"砂桥"原则设计割缝宽度会限制产能,在高油价条件下可以考虑放大割缝宽度适度出砂。     

割缝筛管防砂技术研究

描述了割缝筛管防砂机理及割缝筛管筛缝宽度的确定方法,研究了割缝筛管与地层充填砂的配伍性。介绍了适用于不同渗流能力的地层的割缝筛管防砂工艺及现场应用情况。割缝筛管防砂技术简单实用,重复利用率高,适用于地层渗透率较高的砂岩油藏、特别是疏松砂岩稠油油藏注汽前一次性防砂,避免了绕丝管结构复杂、大修率高、滤砂管易破损、热采井防砂占井时间长等系列问题。     

不同布缝形式的割缝筛管抗挤强度有限元分析

针对割缝筛管不同缝槽排列形式会影响筛管抗挤强度的问题,考虑了平行、交错和螺旋3种不同的布缝形式,并以有限单元法为基础,同时建立割缝筛管的力学模型,分析出割缝筛管在3种不同布缝形式下的抗挤强度。计算结果表明,平行和交错布缝形式对割缝筛管抗挤压强度的影响基本相同,而螺旋布缝对割缝筛管抗挤压强度影响比前两种更大。研究结果可为合理地选择割缝筛管的参数,延长其使用寿命提供一定的理论依据。     

激光割缝筛管——压裂砾石填充防砂工艺技术

文章描述了激光割缝筛管防砂机理及割缝筛管筛缝宽度、长度的确定方法 ,研究了割缝筛管与地层充填砂的配伍性。激光割缝筛管 -压裂砾石充填防砂技术简单、经济实用 ,避免了绕丝管结构复杂、打捞困难 ,重复利用率高。与此同时 ,由于进行了压裂 ,对辽河油田的超稠油油井的出砂情况 ,应用此项防砂技术后实现了超稠油井稳产、增产。     

石油割缝筛管的现状

因绕丝筛管在使用中出现乱丝、缝隙变形等问题，在钻井完井、采油防砂中应用割缝筛管。根据油井地质状况和产量要求，设计割缝筛管的结构及参数。在分析了筛管的各种加工方法的优缺点后，着重介绍了激光切割法。用激光不但可切割出任意缝型结构和布缝状态的筛管，而且在切割面上形成了较厚的硬化层，可增强割缝的耐磨性和耐腐触性，延长筛管使用寿命。     

煤层气井钢质筛管与非金属筛管强度对比实验

为了改变煤层气井钢质割缝筛管完井成本高的现状,探索研制较低强度的非金属完井管材进而实现煤层气井的低成本完井,采用电测法对J55钢质筛管和PVC非金属材质筛管的抗挤和抗弯强度进行测定,并对比分析割缝宽度和割缝密度对两类筛管性能的影响规律。结果表明:钢质筛管的破坏形式主要是刚度/径向失稳破坏,主要表现为整体变形或筛管短轴内壁割缝变宽而外侧割缝变窄并伴有缝端撕裂;而PVC筛管的破坏形式主要是强度破坏;无论对钢质筛管还是PVC材质筛管,增加缝宽和缝密都会降低筛管的抗挤、抗弯强度,但PVC材质筛管的强度随缝宽和缝密的变化不及钢质筛管明显,因而优选非金属新材料制作筛管时,可以适当增加缝密和缝宽,以提高筛管过流面积。     

折皱式防砂筛管过流性能测试及评价方法

常规防砂方法在复杂生产条件下极易被储层砂堵塞,从而显著降低其过流性能,为此,研制了折皱式(ZZS)防砂筛管。通过设计开展物模评价试验,将现场典型应用井位生产数据与常规筛管进行对比,论证了ZZS筛管在不同复杂生产条件下的过流性能。试验结果表明:新型折皱式防砂筛管过滤面积大,其筛网材料用量为常规优质筛管的4倍以上,可在一定程度上降低筛网堵塞对过流性能的不利影响,从而有效提高井筒供液能力;在高产液量、稠油、致密砂岩、砂岩粒度不均等复杂工况下,ZZS筛管的过流性能优于金属毡筛管,更优于配合砾石充填的绕丝筛管。研究结果可以为油田区块新型防砂技术的推广应用提供重要指导。     

膨胀筛管的研制及现场试验

疏松砂岩防砂一直是油田开发中的难题。传统的防砂管都有其弱点,不仅容易发生井眼坍塌使筛管损坏,还增加了流体进入管内的流动阻力从而减少了产量;膨胀筛管技术具有大通径的特点,膨胀后可紧贴在井壁上,不仅增加了筛管的表面积,降低了筛网内外的压降从而提高了产量,而且也减少了砂粒运移和对筛管的冲蚀损坏。为了解决疏松岩防砂的难题,胜利油田研制出了膨胀筛管及膨胀螺纹、膨胀悬挂器、变径膨胀工具等附属工具。膨胀筛管采用内层为基管、中间层为多层滤砂网、外层为膨胀保护外套的3层结构设计,其中基管采用J55钢管及15CrMo钢管,膨胀保护外套、多层滤砂网均采用316L不锈钢材料。地面试验及井下模拟试验的结果表明,膨胀后筛管的抗挤毁性能、轴向抗拉性能、轴向抗压性能均满足现场使用要求。膨胀筛管在胜利油田GDN32-05井和GDD15-01井2口井的现场试验结果表明,膨胀后筛管内径比普通筛管内径大,有利于增大泄油面积,提高油井产量。      

Enhancing Oil Production by Helical Hydraulic Sand-Blasting

The helical hydraulic sand-blasting slotting technology is a new development of the traditional hydraulic sand-blasting slotting technology. The original nozzle gun movement control system was replaced with a helical slid rail, and thus the application was extended to directional and horizontal wells. Experiments were conducted to study the feasibility abrasive water jet slotting sand prevention tubes. The effects of slotting were compared before and after the slotting implementation for 10 wells, five production wells, and injection wells, respectively. The results show that: (1) To succeed at sand prevention tubes slotting, nozzle movement must be smooth and very slow to avoid discontinuous, isolated holes; (2) At 30 MPa or higher, the slotting technology could generate slots of 700-1,000 mm deep; and (3) Besides the benefits of enlarging the oil and gas seepage area, the slotting technology could increase the reservoir formation permeability reasonably.     

Enhancing Oil Production by Helical Hydraulic Sand-Blasting

Abstract

The helical hydraulic sand-blasting slotting technology is a new development of the traditional hydraulic sand-blasting slotting technology. The original nozzle gun movement control system was replaced with a helical slid rail, and thus the application was extended to directional and horizontal wells. Experiments were conducted to study the feasibility abrasive water jet slotting sand prevention tubes. The effects of slotting were compared before and after the slotting implementation for 10 wells, five production wells, and injection wells, respectively. The results show that: (1) To succeed at sand prevention tubes slotting, nozzle movement must be smooth and very slow to avoid discontinuous, isolated holes; (2) At 30 MPa or higher, the slotting technology could generate slots of 700–1,000 mm deep; and (3) Besides the benefits of enlarging the oil and gas seepage area, the slotting technology could increase the reservoir formation permeability reasonably.     

预置裂缝压裂割缝参数优选及地面试验研究

为实现最佳割缝效果,在不同砂比、泵压、喷嘴移动速度、喷嘴材质下进行了室内对比试验,优选出割缝工艺参数的合理范围,即5%的砂比、30～35MPa的泵压、4～5mm/min的喷嘴移动速度。并利用优选的参数进行了3次磨料射流切割设备的割缝地面模拟试验,试验中,能够割出宽14～16mm、长63.5～95.5mm、深1.1m的裂缝,说明研制的该套割缝设备及优选的工艺参数能够获得所需的裂缝形态,可为储层的增产改造提供预置裂缝。     

疏松砂岩油藏水平井防砂筛管优选和防砂精度优化

南海东部珠江口盆地疏松砂岩油藏埋藏浅,泥质含量高,易出砂。为优选适用于该油田水平井的防砂筛管,采用实尺寸筛管防砂物理模拟实验装置,结合该油田储层特征（d₅₀=250 μm,非均匀系数3.17,泥质12%）和实际工况,进行了不同类型防砂筛管的防砂物理模拟实验,通过测定不同防砂精度（150、200、250、300 μm）条件下的流量、压降、油中含砂量、产出砂粒径等参数,系统评价了改进型星孔复合筛管及其他3种不同结构的金属网布复合筛管防砂性能、抗堵塞性能和综合性能。结果表明:金属网布复合筛管Ⅱ（保护套+斜纹网+双层密纹网+斜纹网+基管）和金属网布复合筛管Ⅰ（保护套+斜纹网+三层密纹网+斜纹网+基管）防砂性能、抗堵塞性能以及综合性能指标都较高,适合作为南海东部珠江口盆地疏松细~中砂岩油藏高含水期水平井防砂筛管,并推荐油田防砂精度为200~250 μm。该研究可为该油田进行防砂方案设计提供依据。     

膨胀防砂筛管技术及应用

膨胀套管技术是20世纪90年代才兴起的一门节约井眼直径的钻井技术,起源于美国,现已投入实践,收到了很好的效果,而在我国还处于理论探索阶段。它是一种适用于井下防砂的膨胀筛管技术,膨胀防砂筛管实质上是具有一系列串联的、互相交错的轴向割缝的管子,割缝的布置使管柱更易于膨胀。在钻井工业中,对防砂起到了很好的作用,并且可以提高油井的产量。介绍了膨胀防砂筛管的组成及膨胀机理、现场应用情况和所需研究的内容,最后对我国膨胀管技术的发展提出了一些建议。     

钻井液振动筛叠层筛网透筛率的研究

从理论上详细论述了钻井液振动筛叠层筛网对固相颗粒分离的影响 ,首次提出用透筛率的概念定量地描述这一影响 ,并进行了实例计算。研究表明 ,当上下层筛网随机叠加时对透筛率的影响有以下几种情况 :(1)当上下层筛网开孔尺寸相除的余数为零 ,任意组合叠层筛网的透筛率分别为某一常数 ;(2 )上层筛网目数一定时 ,下层筛网目数越大 ,则透筛率越小 ;(3)上下层筛网的目数相差越小 ,透筛率越小 ;(4 )任意目数的上下层筛网随机叠加后 ,其透筛率仅在一个小范围内变化 ,因此任一叠层筛网有其固有的透筛率属性。     

浅谈防砂筛管的流通面积计算

防砂筛管的流通面积对油气井产量有很大影响，是筛管选型过程中一个重要的技术参数。从达西公式可以看到，同种类型的筛管，其流通面积越大，意味着流体的通道就越大，在其它条件相同的情况下，产量就越高；同时在配产一定的情况下，流通面积增大有助于减少生产压差，生产压差的减小有助于提高井底工具的使用时间，保证油井的平稳生产。目前油气井使用的防砂筛管有很多种类，如绕丝筛管、割缝筛管、金属棉筛管、金属网布筛管及金属烧结毡筛管等。绕丝筛管、割缝筛管的流通面积计算方法比较成熟，对其它类型的筛管，还存在着不同的理解。根据不同筛管的特点、尝试论述清楚各种筛管的流通面积的计算方法。     

水力喷砂螺旋割缝增产技术研究

水力喷砂螺旋割缝技术是利用高压磨料射流切割套管、水泥环，在地层中产生４条深度700~1000 mm、高度200~300 mm、宽度为20~30 mm的螺旋形缝洞。该技术可以松弛近井地层，清洗堵塞渗流通道，从而改变近井地带的应力分布和减小渗流阻力，提高低渗地层渗透率，克服钻井污染带的影响，是开发低渗透油藏和增产增注的有效方法。实验研究了水力喷砂射流切割绕丝式防砂管和金属棉防砂管在岩样中的割缝能力，并对在胜利油田进行的10口井的成功现场作业进行了结果分析，大35-13-斜5井还进行了详细的应用效果分析。现场实验表明，水力喷砂螺旋割缝技术可以提高近井地层渗透率，降低地层表皮系数，而提高产量。通过研究，得到了一套包括选择作业井标准、施工工艺要求、施工步骤的现场施工工艺，并验证了该项技术的应用效果。