连续油管作业中摩擦压力损失的预测

介绍计算连续油管（ＣＴ）直管和弯管内牛顿摩擦力损失的方法,管壁粗糙度对其影响;并提出预测ＣＴ体系层流转变为紊流的泵速经验公式。     

连续油管内流体压力损失研究进展

连续油管内流体可能为水、钻井液、泡沫、含钻屑的混合物等,涉及到牛顿流体和非牛顿流体,一般情况下其流态为紊流。通过边界层理论可以对管内流体的摩擦压力损失进行理论分析,从而得到减阻的途径。但由于流体本身性质及流场形状的复杂性,实验成为研究压力损失的主要手段。概述了国外近十年来关于连续油管内流体的摩擦压力损失、流体和油管之间的相互作用、岩屑传输等方面的最新研究进展,主要有连续油管中的压力损失随着流量和油管曲率的增大而增大;泥浆的含沙量以及泡沫流中的泡沫含量均会增大摩擦损失;聚合物具有减阻的作用,且减阻效果与紊流度密切相关,同时紊流度的大小也是影响岩屑传输的根本原因。基于目前的研究现状,提出了需要进一步深入研究的问题。     

连续油管水力喷射环空压裂技术

连续油管水力喷射压裂是解决我国纵向多层压裂难题的有效手段,为深入了解国外连续油管技术,提高国内现有尺寸连续油管应用范围,在连续油管传输压裂与环空压裂两种方式对比分析的基础上,对连续油管水力喷射环空压裂技术的原理、施工工序、摩阻计算、优越性与局限性等进行了全方位的分析。结果认为这种环空压裂方式通过喷砂射孔与环空加砂配合可以拓宽连续油管应用深度,提高国内现有小尺寸连续油管设备利用率,提高喷嘴寿命,增大施工排量,从而具有更高的现场适用性及可操作性。研究成果为引入国外连续油管解决国内多层气藏分压改造难题,以及转变观念进行连续油管水力喷射环空大规模压裂奠定了基础。     

一种改进的预测连续油管环空摩阻压降的计算方法

在前期分析计算连续油管管内摩阻压降的基础上,进一步介绍了一种准确确定连续油管环空摩阻压降的计算方法,分析了管道几何尺寸,表面粗糙度,泵排量,流体性能,雷诺数,摩阻系数,偏心度等参数对层流态和紊流太时的环空摩阻压降的影响效果,对各参数的确定,给出了计算公式,并进行了实验验证,还列举了带内管的连续油管环空偏心影响效果的分析方法,较全面地阐述了连续油管的环空水力性能,并给出计算实例。     

连续油管屈曲力学特性研究进展

为保证连续油管作业的可靠性与安全性,需对其屈曲力学特性进行研究.通过检索20世纪50年代后期以来的管柱屈曲相关文献,综述了不同井型下管柱屈曲问题研究进展.井筒形状、接头、扭矩、摩擦、旋转、螺旋逆转、封隔器等因素对管柱屈曲均有影响.对管柱屈曲的研究方法进行了概述和对比,并对管柱屈曲研究的未来走向做了探讨.为相关学者进一步深入研究连续油管管柱曲屈提供参考.     

连续管振动器摩擦压力损失计算与分析

对为解决连续管钻井作业中存在的连续管弯曲受阻和摩擦自锁所采用的连续管振动器的磨擦压力损失进行了初步计算与分析,结果表明,通过ＣＴＶ的压力损失仅为０．１３８ＭＰａ,远小于连续管作业的工作压力,说明ＣＴＶ不会对连续管作业的钻井液压力系统产生不利影响。     

连续油管正弦屈曲载荷新公式及有限元模拟

在假设连续油管入井后的初始形态为正弦形态的基础上,利用最小势能原理,由基本的能量公式推导出在斜直井中连续油管最终为正弦屈曲形态的屈曲载荷新公式。利用有限元软件建立了连续油管入井过程的非线性动力学模型,通过模拟连续油管入井过程中应力-应变和入井后无外力作用时的井内连续油管的残余应变和残余应力,以及连续油管入井后的变形形态,得出连续油管入井后的初始形态为正弦形态的结论,验证了基本假设和推导公式的正确性。     

穿心打捞和环空负压解卡工艺在连续油管遇卡事故中的应用

连续油管在作业过程中遇卡现象时有发生,在常规处理措施无效的情况下,采用穿芯打捞和环空负压解卡工艺是两种比较有效的处理措施。通过借鉴穿芯打捞电缆的方法和带压作业的优点,研制旋转防喷密封装置,解决了穿芯管和连续油管环空密封和循环问题。使用组合式穿芯打捞管柱,顺利下至4007.99m,并成功实现解卡。另外,针对连续油管砂卡难题,采用环空负压解卡工艺实现连续油管解卡成功。通过两起案例,进一步丰富了连续油管解卡手段,对同类问题的处理也具有参考价值。     

连续油管的挤毁压力分析

随着连续油管在高压井和超深井中作业次数的增多,连续油管的压力挤毁问题日益突出。现文根据连续油管在井下的应力状态,推导了理想圆截面管的外部挤毁压力公式和椭圆截面管在无内压和存在内压２种情况下的外部挤毁压力公式。     

垂直井段连续管屈曲锁死的判定与预防

为了防止连续管在井下作业过程中的屈曲锁死甚至损坏现象,建立了一个判断连续管锁死的临界准则,以指导连续管注入操作,保护连续管。通过对垂直井段连续管屈曲的理论分析和试验研究,连续管屈曲后,连续管与井壁接触力随轴向力的平方增加,如进一步增加注入力,可能很快发生锁死现象。因此得出评价连续管锁死的临界准则,即根据注入头载荷为零判别或根据输出力和注入力的增加比例进行判别。同时,结合现场实际施工垂直井屈曲锁死后断裂的案例,验证了判据的准确性,并提出了避免或减小连续管屈曲锁死的措施。     

连续油管负压打捞管柱研制

随着油气田勘探开发技术的发展,水力压裂技术也随之发展。在对油气井进行投球分层压裂作业后,井内会遗留有球类落物,目前已有的打捞工具无法快速、高效地将其捞出,严重影响油气井的后续生产。利用射流负压抽吸原理,通过数值模拟、试验分析等优化方法,研制出一套专门针对球类落物的连续油管负压打捞管柱,并对其进行了多次模拟试验和入井试验,结果显示其在直井、水平井中的打捞效果均较好,成功率较高,为球类落物打捞难题提供有效解决方案。     

连续管幂律流体流动及压降影响因素分析

幂律流体是石油工程领域应用非常广泛的非牛顿流体,为了研究其在连续管螺旋管段的复杂流动状况和压降变化,基于Fluent软件模拟了幂律流体在螺旋管内的流动,分析了管径、滚筒直径、入口速度、流体密度、流体稠度系数以及幂律指数对压降的影响,得到了截面上的压力和速度分布,总结出了螺旋管压降随各个参数的变化规律:在直管段截面压力和速度呈同心圆状规则分布,而在螺旋管截面压力和速度则向外凹陷;螺旋管的湍流核心区较直管段减小,说明曲率增大导致黏性力的作用范围变大;油管压降随入口速度、流体密度、稠度系数和幂律指数的增大而增大,其中幂律指数的影响比稠度系数大得多;压降随管径的增大而减小,滚筒对压降的影响可以忽略;当流速很高时,为了减小压力损失,保证平稳流动,应在保证所需井下压力的基础上选择管径稍大的油管。研究结果可为现场确定连续管和流体的相关参数提供理论指导。     

基于有限元法对小椭圆度连续管挤毁压力研究

连续管在滚筒上缠绕和卸绕,由最初的近乎理想圆不断地椭圆化。与理想圆相比,椭圆化在很大程度上降低了连续管的挤毁压力。建立了小椭圆度连续管的有限元模型,并加载分析,将其结果与试验数据相比较,可以发现,该模型有着较高的可靠性。此外,通过该模型计算φ88.9 mm×4.83 mm、材料屈服强度514 MPa连续管不同椭圆度下的挤毁强度,并回归该规格连续管挤毁强度与椭圆度关系式。     

连续油管发展现状与趋势

从连续油管的材料、制造技术及作业技术等方面概述了连续油管的发展和应用情况,重点分析了TMCP态超高强度连续油管、调质型连续油管、耐腐蚀连续油管的技术发展趋势。分析指出,连续油管的市场前景良好,并且随着油气的深入开采和井况的日益复杂,从而对连续油管的规格及性能提出了更高要求;当前主要形成高强度低合金钢系列的连续油管,并出现了高耐蚀合金、复合材质以及调质型等多个系列的发展方向;未来连续油管的规格将向更大直径和长度的方向发展,性能向更高强度、更长疲劳寿命和更优耐蚀性方向发展,同时将更加关注产品的经济性及可制造性。     

连油加砂配套压裂液技术的研究与应用

在压裂技术改进的同时,压裂液体系也在不断地改革和创新。应用于川渝地区气井压裂的压裂液技术,不仅有具备延迟交联效果的泡排压裂液,也有最新的可回收压裂液体系。介绍了泡排压裂液连油加砂与可回收压裂液连油加砂两项技术及现场应用情况。现场实践表明,这两项压裂液技术都能很好地满足连续油管加砂现场复杂工艺的要求,使用这两项压裂液技术的5口井均顺利完成施工,并取得了预期的增产效果。     

连续油管钻机现状和发展趋势

在总结连续油管钻井发展历程的基础上,对常规连续油管钻机、复合连续油管钻机和连续油管旋转钻机的结构形式和工作原理进行了介绍,并对连续油管钻机的发展趋势进行了分析。分析认为,连续油管钻井技术能实现安全、高效、低成本开发油气藏的目的,具备易于实现自动化和智能化等优点,体现了国际石油钻井技术发展的总趋势。预测连续油管钻机将成为21世纪的主要钻井装备。