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。     

水平井油管柱射孔振动的有限元分析

射孔时产生的高压气体会使油管柱产生振动,使管柱受力处于恶劣状态。对于水平井,因管柱较长,用解析方法求解其动力学过程非常困难,因此,根据井眼轨迹参数数据,建立了水平井油管柱射孔振动的有限元模型,在水平井造斜段采用了变坐标系统,使油管柱沿轴向方向有位移,在径向受井筒约束。射孔时的冲击波载荷施加于水平井射孔段部位的油管柱纵向方向。以此为基础详细分析了射孔时油管柱的纵向振动位移和速度随时间的变化关系,结果表明,射孔时对油管柱产生纵向振动载荷远高于对油管柱产生的横向载荷,即纵向(轴向)振动起主要作用。同时,分析了油管内等效应力随时间的变化关系,并得出:在射孔后1.0~1.5 s时间范围内,油管柱内将会出现最大等效应力峰值,此应力发生在造斜段,其最大应力峰值载荷的确定为合理设计油管柱和选择减震器个数提供了理论数据。     

油管输送射孔与螺杆泵联作技术在斜直井中的应用

螺杆泵采油与油管输送射孔(TCP)联作工艺技术是将采油管柱与油管输送射孔结合起来,使新井下螺杆泵与射孔完井一趟管柱完成,在下完抽油杆之后,密封井口,采用油套环空加压引爆射孔枪的方式,射孔后立即启动螺杆泵电机,进行采油.介绍了该技术的原理和工艺流程.该技术既可提高射孔完井效率,又可预防井喷事故发生,减少作业次数和井喷压井所带来的设备和压井液费用,同时减轻了作业人员劳动强度.在大庆油田聚合物驱油斜直井的现场应用见到了明显的效果.     

不同压差下组合油管柱最大下入深度的图解法

油管的最大下入深度与油管本身的强度、密度、油管内外压差、井中流体对油管柱浮力有关。通过对组合管柱的受力分析，依据推导的公式，找到了一种采用图板进行油管柱最大下入深度和强度校核的方法。     

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海上油气田开发时基本上采用丛式定向井。近几年，随着钻井技术的进步和油田开发的需要，陆上油气田的定向开发井和侧钻弯曲井也在逐年增多。对这些定向井如何设计优化油管柱，包括优选油管尺寸、计算校核油管强度、确定油管选材等，尤其是油管柱在弯曲井段的受力状况分析、各种受力强度计算，已经成为困扰现场采油工程师而急待解决的技术难题。为此，文章通过油管尺寸对产量的敏感性分析，单级和多级管柱中油管尺寸优化原则、优化方法、管柱的经济性安全性探讨，以及油管柱在不同工况条件的定向井中受外挤、内压、轴向应力、弯曲附加应力等的分析和计算，给出了定向井中的油管尺寸优选、油管柱设计和强度计算校核方法，解决了定向井中的油管柱设计、校核技术难题。对海上油气田定向井和陆上侧钻弯曲井的油管选材、油管尺寸优化、油管柱设计起指导和参考作用。     

射孔液密度及压力变化对油管传输射孔定位深度的影响分析与实践

为解决油气井已经定位深度的中途井液密度发生变化的油管传输射孔,文章分析了此类情况的射孔深度。通过理论计算表明,大变量液柱、大变量密度改变以及井口起爆压力变化均会给管柱的射孔深度产生影响。为使油管传输射孔准确瞄准射孔层位,常用磁性定位伽马组合仪测量出定位短节深度,计算出管柱的调整距,调整射孔对准层位。施工现场存在校深定位完毕,射孔枪对准射孔层位后中途井液密度发生变化,需实施两次定位深度,验证井液变化前后的射孔深度准确性。为准确地把握井液密度变化及井口加压值对定位深度的影响,以XX11井油管传输射孔为例现场实施二次校深验证定位深度,发现射孔液密度变化前后的实际定位深度差值与理论计算数据均在允许误差范围内,表明该理论计算可以为各种射孔施工的射孔深度准确性提供借鉴指导。     

控制油管伸缩提高泵效的理论分析及措施

在有杆泵抽油过程中，因油管弹性伸缩，抽油泵冲程损失达10％以上。在对油管柱进行受力分析后，计算了其伸缩量，并提出用封隔器、机械式油管张力锚和液压式油管锚锚定油管柱，控制油管柱伸缩。这样不仅可以减少冲程损失，提高泵效3％－15％，而且还能改善抽油泵的受力状况，延长泵免修期以及抽油杆和油管的使用寿命。比较3种控制油管伸缩工具，以液压式油管钱控制油管柱伸缩效果最好，操作方便，价格低廉，应大力推广应用。     

射孔深度误差的产生与控制

如何提高射孔深度的精度一直是射孔质量控制的难题,在测井与射孔作业过程中可能产生导致射孔深度误差的多种因素,这些因素不断积累,将直接影响射孔的质量。文章分析了测井及射孔作业中影响射孔深度的因素,指出在从完井电测到固井质量测井及射孔作业各环节中仪器、电缆、环境、射孔资料校正、管柱丈量、测井速度等所产生射孔深度误差的原因,提出了在实际操作中尽量减小深度误差的具体方法及措施,以此提高射孔质量,为油田的油气层开发提供可靠准确的资料。     

大斜度井连续油管内柱塞气举实验及动力学模型分析

连续油管工艺已广泛应用于大斜度气井生产。利用其优势，本文提出了一项新的连续油管柱塞气举复合工艺。与常规油管相比，连续油管内壁存在焊缝且由于大斜度造成其曲率连续变化，导致柱塞在连续油管内进行举升时偏离轴线，致使常规油管柱塞运动模型不能准确描述柱塞在大斜度井连续油管内运动特性。为了准确描述柱塞在连续油管中的运动特征以提高排水采气效率，设计并建立了大斜度井连续油管柱塞气举实验装置，开展了柱塞通过性实验和柱塞运动特性实验，对弹块柱塞上下行程的位移、速度进行了监测和分析。结合连续油管柱塞运动测试结果，引入轴线偏移量修正流体运动摩阻，建立了考虑柱塞偏心的连续油管柱塞举升动力学模型。计算结果表明，周期循环内，连续油管内柱塞运动实际速度值与预测速度值误差小于10%,该模型能够较好反映柱塞气举时的运动特性，为大斜度连续油管柱塞气举的优化及排水采气效率的提升提供了依据。     

射孔深度误差的原因分析及解决方法

如何提高射孔深度的精度一直是射孔质量控制的难题。在测井与射孔作业过程中可能产生导致射孔深度误差的多种因素，这些因素所造成的误差不断累积，直接影响射孔的质量。文章分析了测井及射孔作业中影响射孔深度的因素，指出在从完井电测到固井质量测井及射孔作业各环节中仪器、电缆、环境、射孔资料校正、管柱丈量、测井速度等所产生射孔深度误差的原因，提出了在实际操作中尽量减小深度误差的具体方法及措施，以此提高射孔质量，为油田的油气层开发提供可靠准确的资料。     

海上超深大位移大斜度井射孔技术研究与应用

利用老井侧钻大位移井是经济高效开发断块油气藏的重要方式,对完工安全射孔技术提出了更高的要求。平湖AM1是一口超深、大位移、大斜度井,井深6 866 m,水平位移5 350.49 m,最大井斜77.81°,其中60°井斜以上井段4 524 m。该类井射孔作业面临着管柱施工安全、常规电缆无法校深、井控监控方法等问题,通过优选114 mm射孔枪尺寸,提高管柱通过性、预防卡枪,采用三公枪头保护起爆器、延时装置等关键射孔工具,降低机械及压力载荷影响,应用LWD工具测量地层伽马和套管同位素标记位置,代替电缆校深工艺快速实现管柱精确定位,优化形成LWD校深射孔管柱结构,制定了适用于超深井的井控评价方法,配合采用低摩阻完井液体系,相比常规体系降低井筒摩阻30%,确保了射孔管柱的顺利下入。现场应用表明,该技术明显降低了复杂超深井的射孔风险,达到了安全施工、精确射孔的目标,对老油田深度挖潜增储上产提供了技术支撑。     

水力射孔参数对油水井压裂影响的数值试验

利用RFPA(Rock Fracture Process Analysis)软件,数值计算了不同水力射孔参数及地应力等条件下的孔眼直径、射孔深度、射孔孔眼轴线与最大水平应力夹角、压裂液加载速度、模型尺寸、地层起裂压力以及裂缝二维扩展情况,计算过程中模拟的岩样物性基本保持不变。计算结果发现,增加射孔直径、深度可以显著降低起裂压力;沿最大水平应力方向射孔起裂压力最低;存在一个最优的压裂液加载速度。这些计算结果可为油水井的压裂设计提供参考。     

延时火药在深井APR射孔测试联作中的应用

介绍了APR射孔测试联作工艺在深井实施过程中存在的问题。延时火药的引入,解决了多销钉起爆器在深井中起爆压力误差大,测试管柱工作压力设计过高的问题,确保了APR射孔测试联作先开井再射孔,防止了射孔瞬间的压力波对测试工具的冲击、震动。     

传输孔射负压多级起爆技术在吉林油田的应用

详细介绍了传输射孔负压多级起爆（TCP）技术在地质，工程方面的优势，介绍了该项技术的主要特点及应用实例，负压多级压力起爆需要由开孔装置，点火装置，延时装置，减震系统，压力转换装置，P－T卡瓦式可回收封隔器等部分组成，负压开孔装置是整个技术的核心部分，起到延迟起爆器受压启动之后继续接受环空压力，完成剪断剪切销及活塞上行等工作，剪切销切值的选择及延迟起爆管的延时精确性都是该项技术应用成功与否的关键。     

储气库井油套环空注保护液和氮气柱对比

为了有效解决地下储气库注采过程中管柱内外压力变化给管柱安全性带来的问题,针对地下储气库气井管柱注采过程中温度、压力的波动特征,采用热力学与传热学理论,根据环空注满保护液与环空注入一段氮气柱2种情况分别建立了储气库管柱内外压力平衡模型,分析计算了2种模型的管柱内外压力及变化差异,重点研究了环空注氮气柱的最佳长度,绘制了氮气柱长度与封隔器下入深度最佳组合图版。研究结果表明:相同条件下环空注氮气可将注采过程中环空压力减少50%~90%,最佳氮气柱长度为封隔器下深的1/20~1/15;氮气柱长度越长,环空压力值越低;油管流体温度、油管内压力的敏感性分析表明,温度对环空压力变化影响较大;油套环空里注入合理的氮气柱长度可以防止储气库井管柱破坏和封隔器失效。     

一趟管柱分层射孔试油联作技术

为了实现一趟管柱对多个层位分别进行移位射孔、试油,或利用一趟管柱对同一层位进行二次射孔、试油,研究试验了一趟管柱分层射孔-试油联作技术。该技术的核心是在射孔管柱上加装泄压装置、两级减震装置,并将二级起爆装置的起爆方式由原来的常规投棒机械点火改变为投棒电起爆;同时,采用射孔管柱与APR全通径测试器串联并顺序下井的联作模式进行试油。将泄压装置和减震装置安装于射孔管柱,解决了射孔起爆时产生的高压和强烈震动对枪串二级起爆装置的冲击,电起爆的起爆形式使二次起爆更有保障。该联作技术在3口试验井进行了试验应用,施工均一次性成功,射孔发射率100%,试油结果与测井解释结果相符,油层投产顺利。现场试验表明,该技术简化了下井工具和井口装置,操作简便,可使井下作业及射孔成本降低27%;提高了分层测试的准确性,缩短了试油周期,试油成功率提高37%。      

大位移定向井一趟多层负压射孔管柱

由于大位移定向井井斜大、位移长,射孔完井时存在电缆校深仪器下入难度高、常规封隔器坐封困难等问题,无法实现精准负压射孔,给开采底水油藏和薄油藏带来很大困难。为了解决大位移定向井精准负压射孔问题,根据大位移定向井特点,通过对比分析常规射孔管柱,引入非旋转坐封封隔器和随钻测井工具,优化施工参数和程序,优化设计了一套大位移定向井一趟多层精准负压射孔方案。现场开展3井次试验,日产液量400 m3/d,含水＜10%。现场试验表明,通过对比钻井和射孔作业的测井数据可以较准确定位射孔深度,非旋坐封转封隔器操作简单且一次坐封成功率高,射孔后循环压井时有原油返出说明有一定负压效果,该射孔管柱在大位移定向井中有较好的适应性。     

水平井试油测试配套技术

针对?139.7 mm套管射孔完井水平井试油测试的需求,在完成水平井井身轨迹特点分析和试油测试特殊工艺要求的基础上,开展了水平井试油测试管柱及工艺研究。利用静液压原理,通过对抗阻、步进锁进、强制复位机构创新,研制出环空静液压封隔器;通过对开关控制方式筛选和控制信号识别方式研究,研制出水平井压控式电动多流测试阀;形成了以环空静液压封隔器和压控式电动多流测试阀为主要工具的水平井试油测试工艺管柱。采用该技术在高30平1井投入现场试验并获得成功,为水平井试油测试提供了一种新的技术手段。     

欠平衡钻井条件配套的射孔工艺技术

欠平衡钻井条件下配套的射孔技术具有四大射孔难题:井口带压作业、全过程不压井作业、低围压射孔作业及便于后续作业.阐述了全通径射孔工艺技术、锚定射孔工艺技术及井口带压电缆输送射孔工艺技术等3种射孔作业方法.全通径射孔器可在负压条件完成油管输送射孔作业后自动将起爆器芯子、射孔弹碎屑、枪尾丢掉,使整个射孔枪串成为全通径完井生产管柱;锚定射孔工艺技术使用专用的模块式射孔枪和配套井口电缆防喷装置捞取射孔器,入井的射孔枪分解成独立的模块式单元,射孔后能在防喷管高度范围内进行带压、分段捞枪,实现整个射孔过程的不压井作业;井口带压电缆输送射孔工艺技术应用井口高压、大直径防喷系统,选择大直径射孔枪,采用优质射孔液,在井筒压力等于或低于地层压力时实现带压(负压)射孔作业,避免了正压射孔对油气层的伤害.这些技术在现场应用中见到较好的效果.     

涠洲K油田复杂工况旋转尾管固井技术

南海西部的北部湾盆地涠洲K油田X1井是一口工况较为复杂的定向井,存在井斜大、裸眼段长、高温、储层压力衰竭带来的异常低压,同时具有较高的气油比等因素共同作用,给固井作业带来极大的挑战。由于φ177.8 mm尾管与φ215.9 mm井眼环空间隙较小,如果采用常规静态尾管固井技术固井顶替效率偏低,将会导致井下漏失和无法压稳地层,引起气窜,造成压力衰竭和高温目的层位的固井质量难以满足后期射孔开采的要求。为了保证复杂工况下油气水层间良好封隔,该井选择使用旋转尾管下入固井技术和抗高温早强防气窜水泥浆体系,同时优选新型油基钻井液冲洗液和隔离液,有效清洁滤饼,并且实现胶结面的润湿反转;使用软件对尾管旋转扭矩进行精确模拟和提高尾管下入居中度,完成了压力衰竭和高温目的层φ177.8 mm尾管固井作业。采用高清扇区水泥胶结测井仪器进行SBT扇区水泥胶结测井结果表明:油气水层实现了良好的层间封隔,全井段固井质量优,较邻近区块的K2井有了明显的改善,满足了后续射孔开采的要求。