固井滑套端口参数对压裂影响的试验研究及模拟分析

为了解固井滑套端口参数对裂缝起裂压力和裂缝形态的影响,利用全尺寸水力压裂模拟试验系统,进行了φ168.3 mm固井滑套不同类型端口下的滑套固井地面压裂试验,采用有限元数值模拟方法对试验结果进行了分析.结果表明:在端口面积相同的条件下,槽型端口与翼型端口的起裂压力相差较小;随着端口角度的增大,起裂压力呈升高的趋势;端口长度与端口数量对起裂压力的影响较大,随端口长度的增大及端口数量的增多,起裂压力降低;翼型端口及角度为0°槽型端口的试验样本,压裂后形成了较宽的单一对称裂缝,带角度端口的试验样本破裂后形成的裂缝较为复杂.研究表明,端口角度及端口长度与起裂压力分别满足二次函数关系;端口数量与起裂压力呈线性关系.研究结果可为固井滑套端口参数的优选提供理论依据及参考.      

提高连续油管分层压裂施工效率的技术对策

针对连续油管喷砂射孔环空填砂分层压裂工艺存在的施工效率低问题,分析影响施工效率的关键因素,并从填砂工艺、冲砂工艺、井下工具3个方面提出了相应的技术对策。     

分层压裂滑套与密封球受力分析研究

为了解决滑套卡球影响压裂残液排出和油气井正常生产的问题,开展了滑套密封筒卡球研究与分析。建立了滑套与密封球受力简化模型,对密封球在球座斜面上的受力进行了分析,给出了密封球在球座斜面上不发生卡球的条件和解卡力的计算式。指出压裂时密封球与球座发生弹性变形是密封球卡住的根本原因,密封球坐在球座斜面上可降低卡球的风险;钢密封球在球座夹角大于8.53°的球座上不会发生卡球现象,复合密封球在球座夹角大于16.70°的球座上也不会发生卡球现象;卡球时最大解卡力由压裂时最大压力及与球座和球座材料有关的系数决定。     

国外连续油管作业机的最新进展

随着连续油管应用领域的不断拓展,连续油管正朝着管径更大、长度更长的方向发展,这就要求连续油管作业机能够适应大尺寸连续油管作业的要求。为此进行了一系列改进研究,包括采用升降式滚筒设计、采用四驱式连续油管注入头、采用控制更为先进的电气化控制室和更为先进的连续油管对接技术。介绍了这些关键部份的功能和最新研究进展。     

液压式连续油管定位器研制

现有的连续油管用弹簧式定位器的工作寿命低。分析导致其寿命低的主要原因,设计了一种液压式定位器。现场试验表明:研制的定位器可根据需要启动和关闭定位功能,改变了弹簧式定位器全井段被动定位的工作方式,从而延长了定位器的工作寿命。     

射孔套管抗外挤剩余强度系数计算与拟合

在石油开采过程中,射孔段套管的损坏占套损井的60%以上,其中外挤载荷是引起套损的主要原因。通过有限元方法计算不同相位角、不同射孔间距和不同射孔直径的挤毁压力和相应的射孔套管抗外挤剩余强度系数,并将这些数据按不同相位角拟合成射孔间距和射孔直径的函数。对拟合结果的验证表明,绝大部分有限元计算数据与拟合计算数据之间的差异小于1%,仅个别误差在2%左右。拟合的多项式函数可以方便地用于射孔套管的抗外挤剩余强度计算。     

压裂爬行器研制

封隔器分压合采一体化管柱工艺开启上层滑套采用的钢球在压裂施工结束后大多留在井筒内,该钢球导致产气剖面测试无法实施。研制的压裂爬行器在压裂施工结束后能伴随返排液到达井口,实现井筒畅通的目的,为气井后期作业提供了较好的井况。     

卡瓦式抽子阻尼器的研制与应用

针对低压气井在抽汲排液过程中,因发生井涌或井喷引起钢丝绳打扭,卡在油管内,造成抽汲卡钻事故的问题,研制了卡瓦式抽子阻尼器。该阻尼器利用卡瓦的单向锚定原理,将抽汲时的上顶力作为阻尼器的坐封力,上顶力越大,卡瓦锚定力就越大;适合在73mm油管中使用。现场试验及应用表明,该阻尼器结构简单,性能可靠,达到了设计要求,能满足低产气井安全抽汲排液的需要,能有效预防气井抽汲过程中因井涌、井喷造成抽汲工具喷出井筒的事故,把抽汲过程中发生井控事故的可能性降到最低。     

射孔套管裂纹扩展分析

采用封堵球封堵已压裂地层的射孔,选择性压裂刚射孔的地层是有效的多层压裂方法,被封堵的射孔套管段将受到内压的反复作用,有可能发生低周裂纹扩展。通过有限元方法计算射孔和单孔孔边应力分布,证明单孔可以代表射孔孔边的应力分布。经过计算,将孔边的屈服范围拟合成射孔孔径和内压的函数。应用低周裂纹扩展公式,对屈服范围内的裂纹扩展进行初步分析,分析结果表明,多层多次压裂有可能导致射孔孔边裂纹扩展,最后造成套管断裂。     

直井连续油管井下校深方法

针对连续油管自有深度计量设备在井下作业中难以精确定位的问题,介绍深度误差的产生来源和国内外目前常用的理论,计算校深、人工井底校深、机械套管接箍定位器校深及无线套管接箍定位器校深4种连续油管井下定位方法。