超临界二氧化碳钻井时瞬态波动压力

利用超临界二氧化碳开发油气藏资源极具潜力,但是有许多基础问题仍有待研究,瞬态井底波动压力变化问题是其中之一。基于超临界二氧化碳的物性,文中考虑了超临界二氧化碳与钻柱、井壁的传热,建立了井筒流动控制方程、瞬态控制方程,最终获得井底的热流固耦合瞬态波动压力模型。在停泵条件下,起下钻速度越快,井底波动压力越大。当地面入口温度增大时,最大波动压力降低;当地面出口压力增大时,最大波动压力增大;当起下钻速度为0.1~2.0 m/s时,最大激动压力从0.13 MPa升到3.86 MPa,产生的最大抽汲压力从0.13 MPa升到1.83 MPa。与清水钻井对比发现,超临界二氧化碳钻井产生的波动压力偏低,有利于现场作业,可以适当加快起下钻速度,提高工作效率。     

小井眼波动压力影响因素分析

在常规井眼中，钻柱在充有钻井液的井筒内运动时会引起波动压力，破坏井眼系统压力平衡，导致井喷、井漏和井塌或卡钻等井下复杂情况和事故。在小井眼中，由于水力学系统各流道组合发生了改变，预测和控制小井眼波动压力就显得尤为重要。结合小井眼钻井实例，定量分析了有关因素对小井眼波动压力的影响，提出了在小井眼起下钻中，严格控制起下钻速度的重要性。     

井内波动压力

管柱(钻柱、套管和油管等)在充满流体的井内运动,会产生波动压力,这个附加压力会影响井内压力系统的平衡关系。本文介绍了稳态波动压力计算方法的要点,并指出其粘附系数K值计算曲线所存在的问题。这是因为常用的钻井液多为幂律流体和宾汉流体,而原作者用牛顿流体的K值曲线计算井内波动压力,显然不符合井内实际情况。在分析波动压力机理的基础上,本文推导出适合井内幂律流体和塑性流体K值的计算公式。稳态波动压力计算方法,由于未考虑流体的压缩性和流道的膨胀性等具体井内条件,故只适用于浅井。1977年以来,美国AMOCO公司的研究人员,以弹性-可压缩流体理论为基础提出了瞬态波动压力计算方法,由于所考虑的条件更符合井内实际情况,所以更具有普遍性和准确性。     

高温高压油井套管下放波动压力研究

波动压力是破坏井眼压力平衡系统导致井喷、井漏、井塌及其他复杂情况的重要原因,其预测及应用在钻井工程中占有重要地位。在固井作业下套管过程中,主要表现为激动压力,通过控制套管下放速度来控制激动压力,从而实现全过程平衡压力固井,不压漏低压层和保护薄弱地层。波动压力预测作为非常规套管柱设计的主要因素,在海洋高温高压钻井中显得尤为突出。尽管动态计算方法能较准确地计算井底波动压力,但是从安全角度来考虑,稳态法更适合实际工程计算。     

闸板防喷器关闭过程的瞬态压力特性研究

水击理论只能反映防喷器闸板突然完全关闭产生的瞬态压力变化,无法体现闸口结构及闸板关闭速度等对瞬态压力的影响。为此,在非稳定流的伯努利方程及流体惯性瞬态压力理论分析的基础上,建立了流体惯性压力数学模型,分析了闸板防喷器关闸速度、闸板前部钻井液流速、钻井液黏度和闸板厚度对瞬态压力的影响。分析结果表明,基于非稳定流理论建立的流体惯性压力数学模型可以很好地描述防喷器关闭过程中产生的瞬态压力;相对于直接水击压力,流体惯性压力除体现钻井液流速和密度等流体参数对瞬态压力的影响,还体现了防喷器闸板关闭速度和闸口结构等流体运动控制体参数对瞬态压力的影响;瞬态压力对井筒的影响作用有限,在溢流发生时可以采取快速关井以抑制进一步的井涌。所得结论对防喷器的设计及控制井涌具有一定的指导作用。     

压力波动对水力锚安全性能的影响

开发低渗难采油气藏的最好办法就是多层压裂技术,多层压裂具有针对性强、作业时间短、压裂效果好等特点,但在压裂过程中经常会出现压力波动,致使管柱上下蠕动从而导致关键工具水力锚和封隔器失效,严重影响施工安全,因此压力波动对水力锚安全性能影响的研究至关重要。针对水力锚锚定、封隔器全部失效这一危险情况,考虑了接触非线性以及压裂管柱的瞬态动力学特性,运用ANSYS软件,建立了上部压裂管柱和下部工具串的力学模型,对不同压力波动幅值下的压裂管柱进行瞬态动力学分析,分析结果表明水力锚最大轴向摩擦力值随波动幅值的增加而增大,同时计算出使水力锚滑脱失效的临界压力波动幅值。该研究结果不仅可以为水力锚的优化设计提供有效的理论依据,也为压裂施工提供合理参数。     

用动态法研究井内波动压力

井内波动压力是管柱在充满流体的井眼内运动时所产生的附加压力。有时它会破坏井内压力系统的平衡而引起井喷、井漏、卡钻及污染泥浆和油气层等恶果。因此,准确可靠地预测井内波动压力是平衡钻井和合理设计井身结构的重要环节。但是,目前国内钻井工作者对波动压力的认识,一般仍停留在1954~1964年Clark、Burkhardt等学者以刚性管-不可压缩流体理论为基础,用固体类型分析法推导计算井内波动压力数学模型的水平上。而这一套稳态计算方法未考虑泥浆的可压缩性及管柱、井眼的弹性,因此其计算结果与实际情况出入较大。本文运用力学的基本原理,成功地预测了波动压力的变化规律,并且应用先进的测试工艺,实测了许多波动压力变化曲线,而后将理论研究和实验手段结合起来,运用动态分析方法,准确地预测了井底波动压力的变化规律,获得许多新认识。可为今后指导现场生产提供依据。     

天然气井井下节流压力波动影响范围研究

天然气井井下节流已在许多气田应用。在应用过程中，亚临界下流量的变化常常会引起节流嘴上游压力的波动。这种压力波动可导致井底附近地层的物性发生劣化，主要表现在渗透率、弹性模量、声波速度、岩石强度的降低。文章通过建立数学模型、求解和实例计算，说明渗透率越大，压力波动的影响范围越大；波动频率越大，其影响范围也越大。但这种影响范围随着时间和距井筒距离的增加而减小。     

计算井内波动压力的简单方法

管柱在充满钻井液的井内运动所产生的波动压力,会使井内压力系统失去平衡而引起井下复杂和事故。以往使用的波动压力计算公式比较复杂,计算误差较大。本文介绍二种井内波动压力的简单计算方法并列举出运算实例。本方法尤其适用于现场计算。     

连接压力在钻杆瞬时液相扩散连接中的作用

研究了45MnMoB地质钻杆在无压和加压2种条件下瞬时液相扩散(TLP)连接接头的性能、组织和成分分布。结果表明,无压接头焊缝界限清晰,焊缝中出现了大块的硅氧化物,接头塑性差;加压接头焊缝组织与母材组织相似,并且合金元素均匀分布,接头抗拉强度达920MPa,弯曲180°未裂,达到钻杆焊接接头技术要求。因此,连接压力可以提高液相润湿性,减少液态氧化,促进合金元素均匀化,实现接头组织连续生长。     

液压驱动往复泵中的液压冲击现象分析

介绍了双缸双作用液压驱动往复泵。在试验的基础上，对进油路和回油路上的液压冲击现象进行了分析与计算。得出了液压驱动往复泵在工作过程中进油路和回油路产生液压冲击的主要原因及其对往复泵排出性能和整体性能的影响，对今后液压驱动往复泵的进一步研究和设计具有一定的参考价值。     

激动压力引起的漏失影响因素分析北大核心CSCD

目的油田钻井现场重大事故事后的分析极其复杂,通过数值模拟的手段研究事故发生的关键参数及其影响规律。方法通过边界条件假设和试算的方式解决边界条件模糊的问题,利用井漏计算模型和现场数据反演井漏过程,确定井涌模拟所需的前置参数,对不同情况下的漏失影响开展研究。结果该井落井钻柱长4500 m,产生20 MPa以上的激动压力,7~8 min累计漏失量可达20 m^(3)以上,对现场作业影响较大,响应时间较短;短钻杆的落井产生的激动压力较小,风险较低;在大裂缝(10 mm以上)情况下,大激动压力可在瞬间产生几十立方米以上的漏失量,无法控制;在窄裂缝(1 mm)情况下,6 min累计漏失量达20 m^(3);在微裂缝(0.25 mm)情况下,10 h累计漏失量仅为20 m^(3)。结论长钻具掉落产生较大的激动压力,是产生漏失的主要敏感参数,是诱发井喷的主要原因,应第一时间采取关井措施。     

特殊油井用抽油泵泵级的选择

<正> 对于一般油井,正确选择抽油泵的泵级是提高泵效、延长检泵周期的一个重要因素,对一些特殊油井尤其如此。一般将抽油泵按柱塞与衬套之间的配合间隙分为三个等级,一级0.02～0.07mm;二级0.07～0.12mm;三级0.12～0.17mm。对于特殊的油井应合理选择泵柱塞与泵筒的配合间隙。     

汽轮机凝结水泵喘振、汽蚀原因分析及处理

中国石油化工股份有限公司洛阳分公司发变电车间5号汽轮发电机组自安装投用以来,凝结水泵出口管线振动频繁(振幅超过50 mm)且汽蚀现象严重,对影响系统正常运行的原因进行分析,发现引起凝结水泵出口管线振动的原因是喘振产生的低频振动,机泵汽蚀的原因是泵入口管线阻力过大。就凝结水泵如何防喘振、防汽蚀提出了详细的解决方案,并对该机组凝结水系统进行改造,较好地解决了凝结水出口管线振动、汽蚀以及机组不能满负荷运行的问题,实现了机组安全、平稳运行。     

赫-巴流体在偏心环空中的波动压力计算模型

在窄环空间隙中下套管、小井眼钻进、深水钻进和大位移井钻进等作业中,精确的波动压力计算模型是准确预测井底压力的前提。以往利用CFD软件模拟赫-巴流体在偏心环空中流动的波动压力计算方法不仅对计算机性能要求高,而且时间成本高,导致现场应用受限。用窄槽流动模型模拟偏心环空建立了流体流动的物理模型,在稳态层流条件下,结合流体流动的控制方程和赫-巴流体的流变方程,建立了波动压力数学模型和基于自适应辛普森积分与黄金分割理论的数值求解方法,利用室内试验结果对模型的合理性进行了对比验证。结果表明：建立的赫-巴流体在偏心环空中的波动压力数学模型结果准确;采用的数值求解方法精度高、速度快,与室内试验数据对比误差在10% 以内,满足现场精度需求;分析了波动压力的影响因素,在管柱处于完全偏心的情况下,波动压力梯度降低为同心环空的50%左右,在窄环空间隙中作业时,应严格限制起下钻的速度。     

应用不稳定试井判断井间连通性

判断井间连通性是评价气藏储量、优化布井和编制开发方案所必需的工作，但随着气田的开发，气藏压力分布不断变化，对投产区新钻井，利用原始地层压力和压力梯度判断井间连通性的方法受到一定限制。根据理论分析，对于均质气藏，受邻井生产干扰的井压力恢复导数与具有定压边界的井压力恢复导数的曲线形态相似，但前者压力恢复导数小于0.5，而后者压力恢复导数先高于0.5再减小，最后小于0.5，根据此特点，可以利用投产区新钻井的不稳定试井结果，判断井间连通性，再结合压力梯度法可研究气藏的压力系统特征。     

双重低渗介质含启动压力梯度不定常渗流研究

建立了考虑启动压力梯度和动边界共同影响的双重低渗介质储层非达西不定常渗流模型,通过引入新定义的无量纲压力线性化压力扩散方程,采用Laplace变换结合Stehfest数值反演算法对模型进行解析求解,得到井壁压力分布和动边界传播规律.对低渗双重介质敏感参数进行了分析,结果表明:启动压力梯度对动边界传播、井壁压力及压力导数动态曲线有很大影响,启动压力梯度越大,动边界传播越慢、压力损失越大,并且井壁压力导数曲线在后期有上翘特征;不同弹性储容比和窜流系数下低渗双重介质井壁压力导数曲线区别于中高渗双重介质的特征在于其后期出现上翘.运用Duhamel褶积和有效井径模型建立了不稳定试井分析典型曲线图版.     

RS-QF800轻型钻井泵的设计

F-800型钻井泵部件及整机质量较大,不能满足直升飞机吊运和海上采油平台吊机起吊要求。鉴于此,设计了RS-QF800轻型钻井泵。通过对不同系列钻井泵机架结构的对比分析,并参阅钻井泵机架有限元资料,对F-800钻井泵机架进行减重设计,并将铸造曲轴改为锻件组装曲轴。对机架和曲轴进行有限元分析的结果表明,RS-QF800泵的机架应力分布更合理,曲轴应力远小于材料的许用应力。台架试验表明,RS-QF800泵各项性能合格;RS-QF800泵既减轻了质量,又保证其性能参数与F-800泵相同,且工作更加平稳,达到了预期目的。