连续油管长水平段防自锁技术

连续油管在长水平井段施工时,经常因螺旋变形而自锁,无法下到预定位置,严重影响施工进度和施工质量.为解决连续油管在长水平井段自锁的问题,利用弹簧蓄能和齿形交错结构,设计了频率可调、振动稳定、适用性强的机械振荡器,研发了新型金属降阻剂配方,总结了矿化度、pH值、温度等对摩擦系数的影响规律,形成连续油管在长水平井段推进的防自...     

长水平段水平井冲砂管柱摩阻分析及应用

针对水平井垂深浅、水平段长,因水垂比高带来作业管柱下入摩阻大,直井段油管重力不足导致冲砂作业管柱下入深度受限的问题,开展了冲砂作业管柱下入摩阻仿真模拟研究。基于水平井井眼轨迹、管柱组合结构和流体摩阻等影响因素,同时考虑冲砂作业管柱存在多变径部位的特点,结合变径部位的轴向力计算模型,建立了冲砂管柱下入摩阻的预测模型。对CP11水平井的冲砂管柱进行了下入摩阻分析。分析结果表明:采用73.0 mm+88.9 mm两种规格工具油管组合的作业管柱改变了直井段的油管重力,增大了管柱的有效推力,提高了冲砂作业管柱的下入能力。同时分析表明冲砂管柱下入速度不宜过大,管柱下入速度过大会增大管柱的流体摩阻,影响管柱下入能力。研究结果可为油田长水平段水平井作业管柱优选及现场安全施工作业提供理论指导。     

水平井连续油管下放速度对下入深度影响规律分析

连续油管在水平井作业中,特别是水平段下放过程中,由于连续油管质量轻、弯曲刚度低、环空间隙大等因素,使得连续油管轴向力传递效率下降,水平段下放深度受到限制,由此而产生的作业失效时有发生。连续油管在下放过程中不仅受到自重力和屈曲变形引起的接触摩阻力,还受到液体摩阻力、键槽或台阶产生的局部机械阻力。在现场作业中,通常采用变化下放速度来克服局部机械阻力,从而提高连续油管的下放速度。但过大的下放速度会增加流体阻力,导致油管屈曲;另一方面,遇阻时产生的冲击载荷会导致连续油管损坏和作业失效。采用间隙元理论,考虑了连续油管与套管的接触摩阻力、管内外液体阻力、环空间隙以及下放速度等因素,建立了水平井连续油管下放过程的力学模型,分析了油管下放速度及环空间隙对管柱的受力变形影响,得出常规连续油管可下放的水平段极限深度,为确保连续油管在各种作业中的顺利下放提供理论依据。     

水平井及大斜度老井再射孔的校深方法

水平井、大斜度老井射孔时,由于有射开层位的存在,环空加压起爆已经不太现实,常采用油管内加压方式起爆。采用密封管柱油管内加压方式起爆射孔器时,由于起爆前后管柱所受压力的变化,校深定位的射孔器位置发生改变,射孔深度产生误差,最大误差在100cm左右。分析研究了水平井、大斜度井施工管柱结构,认为引起油管变形的主要原因有油压、鼓胀效应、井斜摩擦、螺旋弯曲及射孔枪尺寸。建立了水平井、大斜度井管柱受力模型,开发出射孔管柱深度校正软件。应用该软件现场施工100余井次,射孔深度误差均控制在20cm以内。     

超长水平井连续管下入深度优化及验证

近年来,连续管在油气田水平井中的应用越来越广泛,但由于连续管的挠度大、材质刚性低于常规接箍油管,在水平井筒内会形成比较严重的螺旋屈曲现象并产生自锁,无法达到作业深度。因此,通过对超长水平井连续管下入影响因素分析和筛选,利用经典管柱力学进行影响因素定量计算分析,提出相应的优化方案。分析、应用结果表明：(1)影响连续管下入的主要因素为连续管在入井前残余弯曲应力,在井筒的限制和轴向力的作用下,在井筒内发生屈曲变形,产生自锁;(2)选择相对大尺寸、小壁厚的连续管可以延长一定的下入深度,但要大幅增加连续管的下入深度还要采用增加管端牵引力以及降低摩擦系数的方法 ;(3)通过加入水力振荡器和添加金属减阻剂来降低摩擦系数,能够有效提高连续管的下放深度。     

长水平段水平井延长管柱下深技术研究与应用

针对长水平段水平井套管内作业过程管柱自锁、下深有限的问题,重点围绕组合管柱加重与降阻进行攻关,开发了小接箍加重管和金属减阻剂,统计回归了组合管柱设计原则,应用水平井管柱力学分析软件进行优化,形成了页岩油长水平段水平井延长管柱下深技术。现场应用结果表明：该技术可有效提高长水平段水平井套管内井筒作业效率,延长管柱下深效果明显,解决了长庆油田4000m以上长水平段水平井井筒作业难题。     

连续油管分簇射孔管柱通过能力分析模型及影响因素研究

针对连续油管输送分簇射孔管柱存在下井遇卡的问题,考虑井眼轨迹、井筒约束、工具串变径结构、工具变形及连续油管屈曲效应等作用的影响,采用微元法建立连续油管输送分簇射孔管柱通过能力分析模型,分析连续油管输送1桥塞+2簇射孔枪管柱在井筒中的通过能力。研究表明:作业工具串下入过程不会遇卡,连续油管输送分簇射孔管柱能够下至预定井深3 850 m;直井段越长、水平段越短的井眼轨迹越有利于管柱的下入;射孔分簇数量越少、射孔枪规格越小、连续油管规格越大的管柱通过性更好。该分析方法可为现场连续油管射孔管柱作业参数优选和操作提供技术支持。     

连续管水平井钻磨作业力学分析

连续管在水平井钻磨作业时,易发生屈曲变形而使轴向力传递效率降低,严重时可能由于轴向力降为0而发生自锁。在充分考虑屈曲、摩擦、弯矩、内外液体阻力等因素的影响下,建立了连续管在水平井钻磨作业过程中的力学模型,并分别推导出直段和弯曲段有效轴向力、接触力和摩阻力的数学模型。由所得的理论模型计算可知,连续管失稳屈曲类型主要是螺旋屈曲;改变连续管初始端的注入力大小对最大注入深度和增加钻压几乎没有影响,而不同管柱尺寸对等效轴向力分布影响很大。研究结果对连续管现场作业有借鉴意义。     

靖边气田水平井试气新工艺、新技术及应用

为解决靖边气田水平井开发过程中布酸不均、储层改造不全面、连续油管井下遇卡风险高和排液困难等问题,采用查阅资料、理论计算及现场试验等方法,开展了水平井试气新工艺、新技术研究,初步确定了适合靖边气田的水平井改造技术——连续油管拖动布酸+深度酸压技术,实现了水平段均匀布酸,保证钻遇气层均得到有效改造。对连续油管施工管柱进行了结构优化,消除了井下遇阻、遇卡风险;创新了制氮车与连续油管气举排液技术,实现了水平井快速排液、及时投产,为靖边气田大规模水平井开发提供了有力的技术支撑。现场应用结果表明:该套试气新工艺、新技术在靖边气田具有较强的适应性,可推广使用。     

水平井管柱摩阻扭矩的计算模型

根据水平井的轨道设计、管柱与井壁接触和受力特点,利用分段计算方法,建立水平井管柱摩阻扭矩计算模型。根据水平井的轨道,采用三维纵横弯曲梁模型,计算处于增斜段管柱的摩阻扭矩;采用修正软模型,求 解处于直井段、稳斜段、水平段管柱的摩阻扭矩;并考虑管柱屈曲的影响,建立适合水平井的摩阻扭矩三维分段计算模型。利用该模型,对现场实际问题进行计算,结果表明,该模型计算精度较高,可为现场实践应用提供技术参考。     

连续管井下作业摩阻计算分析

在综合分析现场3种摩阻计算模型优缺点的基础上,提出软模型是计算连续管作业摩阻的最优模型。根据连续管作业的特点,考虑到井眼轨迹中曲率和方位的变化,建立了连续管单元几何力学模型。分析了连续管单元的受力情况,给出了连续管摩阻的计算模型。进一步探讨了发生屈曲时连续管的受力情况,最终建立了三维井眼中连续管井下作业摩阻计算模型。结合中海油湛江DF1-1气田A1h井数据,对连续管井下作业轴向载荷和注入头载荷进行了预测,为连续管技术的应用提供理论基础。     

连续油管最大下入深度问题初探

在油田使用连续油管柱作业中,求解连续油管的最大下入深度问题时,必须满足最大抗拉强度条件、摩擦阻力条件和屈曲变形条件及其确定的方法和原则。而在下入过程中摩擦综合阻力又是求解的关键。求解摩阻力时,可针对连续油管在井身中不同结构段的不同变形形状,采用求解径向接触反力时求一个螺距内平均接触反力的方法加以解决。按照这种方法,采用安全计算工况,对新疆石油管理局八一井区8607侧钻水平井进行了连续油管冲砂作业时最大下入深度的编程计算,计算结果表明,连续油管的下入深度可满足侧钻水平井冲砂工艺要求。     

连续油管水平井多簇滑套作业探索与实践

针对水平井压裂时经常遇到的砂堵现象,通过研究连续油管内压力损耗原理,建立了连续管摩阻计算模型,参考模型计算结果优选连续管,完善地面设备配置,形成一套连续油管水平井多簇滑套解堵工艺。利用该工艺可以在不起下井内管柱的情况下,实现油管或套管内解堵施工,工序简单有效,作业效率高,同时可有效避免因堵塞压力的突然释放带来的井控风险。该作业技术经吉林油田红平57－**井现场试验,成功实现解堵施工,为实现后续压裂提供了保障。     

弯曲连续管内流体运动机理与摩阻研究

井眼的弯曲直接影响连续管在井下的弯曲状态和连续管内流体的运动特性与摩阻。为此,分析了弯曲连续管内流体流动的运动机理,在此基础上根据流体力学原理建立了不同流体条件下弯曲连续管内流体摩阻计算模型。分析结果表明:弯曲连续管内流体的运动呈现断面环流和冲击波效应,这可能是引起弯曲连续管内流体复杂运动的力学机制;弯曲连续管内流体流动的断面环流和冲击波效应在一定程度上影响了连续管内流体的流态和摩阻;随着井眼曲率半径的减小和注入排量的增大,不同流体条件下弯曲连续管内流体的横向切力和摩阻随之增大;弯曲连续管内流体流动的横向切力和摩阻受弯曲段井眼曲率半径和注入排量的影响较大。研究结果可对弯曲井眼中连续管循环摩阻计算、受力分析和排量优选提供理论参考。     

井下连续管轴向力及其影响因素分析

针对连续管在井眼中的受力特点,考虑连续管自重、井壁支反力、井壁对连续管的轴向摩擦力、连续管内外流体压力和粘滞阻力、井斜角、方位角以及流体对连续管的浮力等对连续管力学行为的影响,建立了井下连续管轴向力分析模型。编制了相应的力学分析软件,并结合具体的作业工况,对连续管轴向力及其影响因素进行了深入分析。计算结果表明,摩擦因数、连续管尺寸改变了连续管轴向力的分布,井眼尺寸对其轴向力的影响很小。该分析方法与分析结果可用于指导现场连续管井下作业的设计与施工。     

连续油管在水平管中的应用

连续油管在垂直井中的应用十分广泛 ,但在水平管、水平井、大斜度定向井中的应用还较少。从连续油管在水平管中的受力分析入手 ,建立数学模型 ,推导计算公式 ,并将计算结果应用于现场 ,通过现场应用的良好效果 ,证实了该技术的可行性 ,为工程技术人员提供了计算依据 ,同时使连续油管的使用更加广泛深入     

国产连续油管在青海高原油气田的应用

针对进口连续油管价格高,供货周期长的现状,青海油田采用国产连续油管替代进口连续油管进行了31井次的现场施工应用,包括氮气泡沫冲砂、喷射冲洗射孔炮眼、常规冲砂结合泡沫助排以及水平井作业等多种新工艺的研究和应用.现场应用结果表明:国产连续油管完全满足生产需求,可替代进口连续油管,实现油田连续油管作业降本增效.     

定向井连续油管机械定位射孔技术分析及应用

在大斜度井、水平井中采用连续油管输送射孔枪,存在卡钻、电缆及枪身难以下入等问题,使得射孔作业效率低,井控风险高.在分析连续油管机械定位原理的基础上,研制了新型机械定位装置.结合连续油管作业机独特的作业性能,形成了连续油管机械定位射孔工艺.该工艺技术已在58口井、114段定向井和水平井中应用,定位最大井斜达到84.26°...     

页岩气水平井连续油管带压打捞长电缆技术

为解决页岩气水平井泵送桥塞射孔联作时长电缆落井不易打捞的问题,研究了连续油管带压打捞长电缆技术。采用CCL磁性定位器探测鱼顶位置,然后下入"低速螺杆+外钩"的井下工具组合打捞落鱼,利用低速螺杆转动外钩捕获电缆,落鱼起至井口后利用电缆防喷器夹持电缆,打开井口防喷管,分段起出电缆。涪陵地区某井利用该技术成功打捞出了81.00 m长的电缆及通井工具串,取得了良好的现场应用效果。连续油管带压打捞长电缆技术解决了电缆在水平井井下位置不易精准定位、连续油管不能旋转和长电缆无法完全起至防喷管内等难点,为页岩气水平井打捞长电缆提供了一种不污染地层、安全可靠和灵活高效的方法。      

长庆区域XX气水平井连续油管断裂失效要因分析

现场作业中连续油管断裂失效的原因多种多样。准确找到失效的主要原因,是杜绝安全隐患,避免类似安全事件再次发生的重要措施。以长庆区域XX气水平井通洗井作业中连续油管断裂失效为例,通过连续油管设备各部位配件检查、疲劳分析计算、连续油管外观分析、断口尺寸测量、材料无损检测、材质理化性能检测、套管变形分析等筛查途径,进行了失效原因深度剖析,确定了套管变形引起的连续油管刮伤为该井连续油管断裂失效的主要原因。为后期同类安全事件的原因分析,提供了可供参考的有效途径,并提出了预防同类安全事件重复发生的有效措施。