新型防砂管柱的研究与应用

为有效延长防砂有效期,研制了新型防砂管柱。该管柱主要由充填工具、防砂筛管、扶正器及托砂装置组成,与普通防砂管柱相比,有以下创新点:(1)防砂尾管的密封由丝堵变为密封插头,防砂管在下井过程中有利于保持内外压平衡,减小防砂管柱下井阻力,有利于保护防砂管;(2)管柱下部配套大通径密封工具,方便尾管的插入、密封及沉砂通道的畅通;(3)沉砂空间由尾管变为套管,在相同高度的情况下,沉砂容积增加28倍。新型防砂管柱现场实施36口井,作业一次性成功率100%,平均单井日产液83 m3,日产油5.5 t。     

水平井防砂管柱强度计算

针对疏松砂岩油藏水平井利用滤砂管进行防砂的现状,文章根据力学理论详尽分析了防砂管柱在井下的受力情况,并进行了强度计算(包括弯曲强度、压弯强度和抗拉强度).     

大通径悬挂综合防砂管柱

哈萨克斯坦肯基亚克盐上稠油油藏出砂问题较为严重,砂堵油管,砂埋油层频繁,出砂量大,粒径较细。针对肯基亚克盐上稠油油藏的出砂特点,提出了大通径悬挂综合防砂工艺技术。现场应用表明,该管柱一次施工成功率达97%以上,冲砂、防砂、排砂应用效果良好。实现了盐上油田提出的"有限防砂、有效排砂、防粗排细"的技术对策。     

无套压挤压充填防砂工艺管柱

针对油田开发中后期疏松砂岩油藏出砂加剧、防砂难度大以及许多油井套管难于承受高压施工的防砂难题,研制开发了无套压高压挤压充填防砂工艺管柱。该管柱一次可以完成地层挤压、环空充填以及两者之间的相互转换等所有防砂工序,且可实现无套压高压施工。现场应用76口井表明,该技术可较好解决老油井高压防砂难题,应用范围广,施工成功率高,增产防砂效果好。     

新型电潜泵防砂卡工艺管柱的研究

在分析电潜泵频繁检泵原因的基础上,对现有电潜泵及其防砂管柱进行了改进研究,优化设计了电泵除砂器,并对电潜泵和单流阀进行了研究改进。改进后的工艺管柱由电潜泵防砂机组、电泵除砂器、泄油器等组成。电泵除砂器设计了大流道,增加了通流面积,降低了流过阀球的液体流速,减小了流体对阀球的冲蚀作用,在其内筒上设计了冲洗孔眼,具有自洁功能。新型电潜泵防砂卡工艺管柱在30口电潜泵出砂井上进行了应用,取得了显著效果其间共有97次停机,有的油井停机高达23次,每次停机时间平均5h,都没有采取洗井措施,再次开机平稳顺利。     

水平井防砂管内旋转射流冲砂解堵机理与试验

随着水平井数量的增加，对水平井段防砂管进行高效的冲砂解堵日益重要。论述了一种旋转射流水平井段防砂管冲砂解堵技术。作业时用油管下入该井下装置，利用作业机带动油管上下移动，由于喷头可按照既定速度旋转，返回流体在水平段由常规的平稳轴向流动变为旋转流动，既可实现对防砂管的全方位解堵，又能避免砂粒沉积；高效喷嘴产生的射流直接对着防砂管冲击，能量集中；工作介质为清水（或注气水），不会对地层带来二次污染。现场应用了4口井，成功率100％，具有良好的经济和社会效益。     

海上油田分层测试分层防砂管柱的研制与应用

针对海上油田高速强采情况下,多个油层一次射孔,同时开采所出现的问题,为摸清各个层的地层情况,应实施分层测试分层防砂工艺。研制的分层测试分层防砂管柱上部接有悬挂丢手封隔器,每层之间用层间封隔器分开,中间接有夹壁滤砂管使每一层形成一独立的封闭单元,每一层单元有一微电脑智能开关,用以控制每一层的开启和关闭,由于有些疏松砂岩油层出砂较严重,还须配以防砂工艺来达到其既能测试又能防砂生产的目的。分层测试分层防砂一体化管柱及测试工艺对于油田细分层系的合理开发以及注水工作的开展具有重要的意义。     

压裂-砾石充填防砂管柱的研究与试验

低产出砂油井进行水力压裂改造后，在其生产过程中会发生油井出地层砂和压裂砂，造成油井卡泵，更为严重的会使油层裂缝在大量支撑剂吐出后发生裂缝闭合，使压裂效果受到很大影响。针对这一问题，研制出压裂－砾石充填防砂管柱，其原理是在压裂施工之前将具有砾石充填防砂管柱与压裂管柱双重作用的压裂－砾石充填防砂管柱下到井下油层段，在水力压裂施工的同时一次完成砾石充填防砂施工作业，同步实现油层改造和油井防砂的双重目的，并在现场试验中取得了成功。     

海上油田防砂管柱打捞关键技术

现有的防砂管柱打捞技术对割点位置、井斜和钻具组合对切割作业的影响考虑较少。从打捞防砂管柱的关键环节切割和套铣入手,确定了水力机械切割点位置,对切割时刀片受力进行了计算,并对切割影响因素进行了分析,阐明了套铣防砂管柱的关键技术。研究表明:井斜小于12°,应适当增加钻铤数量来提高钻具旋转稳定性;井斜在12°~55°之间,应减小切割压力、增加钻铤数量、延长切割时间来保障切割作业;井斜大于55°,选择减小切割压力、减少钻铤数量、增加扶正器或者减扭器来提高切割成功率。应用该技术在渤海油田辽东、渤南、渤西区块共进行60余井次防砂管柱打捞作业,大幅度提高了防砂管柱打捞效率和大修作业时效。     

高压水射流全自动油管清洗装置

针对油田油管热煮法清洗工艺存在环境污染、剩余原油使用价值降低以及工作条件差且强度大等缺点,研制了XN(W)型高压水射流全自动油管清洗装置.该清洗装置的研制成功,彻底改善了工作环境,降低了污染,提高了生产率,节约了能源,实现了扩大再生产与保护环境同步的协调发展.     

径向钻井高压水射流喷嘴内外流场分析

径向钻井高压水射流技术目前在国内外得到了广泛应用。对射流喷嘴内、外流场进行数值模拟分析将为选择合理的喷嘴结构以及为高压水射流破岩的进一步研究奠定基础。根据射流动力学原理,建立了单喷嘴轴对称淹没射流破岩的物理模型和数学模型,运用Fluent软件对径向钻井高压水射流喷嘴内、外流场进行了数值模拟,并分析了在不同喷距和入口流量下喷嘴内、外流场的规律。分析结果表明,射流轴线上存在速度衰减性、圆柱段速度保持性和最大速度偏移性;当射流冲击到径向井底后,在井底壁面上产生水垫,对喷头的推进产生阻碍作用;在径向钻井高压水射流中会产生滞止现象,将不利于钻井过程中岩屑的快速移运。     

径向钻井倾斜井底高压水射流流场分析

为了对径向钻井倾斜井底高压水射流的流场进行研究,建立了三维单喷嘴水射流井底模型,采用Fluent软件对模型的流场结构进行了数值模拟分析。分析结果表明,径向钻井高压水射流喷嘴外部流场中存在"负压效应"和"水垫现象",负压的存在有利于射流从喷嘴内部流出,水垫会对喷头的推进产生阻碍作用;当径向钻井临时井底倾斜角度为0°时,射流到达井底后沿井底壁面中心向外对称流动,但随着井底墙壁倾斜角度的增大,由于倾斜井底的引流作用,大部分流体会沿着井底倾斜的方向流动,并且沿倾斜方向的流速较大;径向钻井中,如果井底是倾斜的,则沿着井底倾斜方向的压力比井底另一侧高。     

高压水射流清洗油管技术

介绍高压水射流清洗油管技术的工艺、主要技术指标、工艺特点。该技术成功地应用于江汉采油厂,油管清洗速度为1.5～2.0min/根,运行半年共清洗油管200km,清洗质量稳定可靠,表观现象为油管内外表面干净、光亮。     

高压水射流在油田油井杆管清洗现场的研究及应用

为了更高效更便捷更节省的进行油水井现场杆管清洗,研发出一种现场高效节能便携式高压水射流清洗抽油杆组合装置。主要解决了现有清洗方法的必须运输到管厂进行清洗、速度慢、成本高等问题。该现场装置的清洗技术是国内首创,具有清洗效果、清洗速度快、清洗范围广、节能降耗、安全环保、节约成本、使用寿命长等优势,每口井节省运输费为2 800元。     

超高压射流辅助钻井技术研究进展

超高压射流辅助机械破岩钻井是提高深井钻井速度的一项前沿技术，关键技术包括井下增压器、超高压射流辅助破岩机理和钻头、超高压射流钻井参数和工艺等。主要介绍了超高压射流破岩机理、井底流场和辅助破岩钻头研究进展，在此基础上提出了超高压水射流辅助钻井技术的研究方向。     

磨料射流射孔压裂一体化工具的设计

磨料射流射孔技术的工作原理是利用机械冲顶、磨铣或者水力冲击的方式在套管上形成水射流通道,然后利用高压水射流冲蚀地层,从而在地层中形成具有一定深度和孔径的油气渗流通道。研究了长庆油田的地质与水力压裂状况,并根据磨料射流射孔的技术状况设计了磨料射流射孔压裂一体化工具。通过对油井实施磨料射流射孔压裂一体化操作,在地层中形成了具有高渗透能力的通道。利用该工具可节省作业时间,降低生产成本。     

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本文介绍了地矿部五普自1985年参加塔北联合会战以来,结合工区的条件,分段开展18、20～26MPa高压喷射钻井实验所取得的成果和主要工艺技术措施。     

围压对射流破岩特性影响的试验研究

围压是石油工程中影响射流动力学特性的重要参数之一。应用高压井筒模拟试验装置进行了围压对常规连续射流、空化射流和磨料射流破岩效果影响的试验，最高围压达到20MPa。试验结果表明，围压对常规连续射流和空化射流破岩效果影响明显，破碎体积随围压的增大而减小，减小的速度随围压增大逐渐变缓；而对获得最大破碎体积的最优喷距影响不大，为3～5倍喷嘴直径，说明围压对射流基本结构特性影响不明显。当围压小于15MPa时，磨料射流射孔深度随围压的增大而近似呈线性减小。该试验可为射流参数的优选提供依据。     

35 MPa高压喷射钻井技术实践

为了进一步探索高压喷射钻井技术的提速潜力,对高压喷射钻井设备和技术参数进行了优化配置。根据大排量、适当钻头压降的水力参数设计思路,对70D型钻机的钻井液动力及循环系统进行了升级改造;针对塔河油田中上部地层特点,优化了不同井身结构、不同井眼直径的水力参数,形成了适合软-中硬地层的35 MPa高压喷射钻井技术。该技术在塔河油田现场试验了5口井,与常规钻井技术相比,试验井段平均机械钻速提高了78%~262%。试验结果表明,该技术提速潜力巨大,具有较高的推广应用价值。