水循环充填表皮系数研究

水循环充填在油气井防砂方面得到了广泛的应用，充填效果评价是充填施工的重要理论依据。文中从砾石充填防砂井的基本渗流规律出发，将流量的自动分配引进入近井各个阻力区，仔细剖析每个阻力区的流速变化，采用压降的形式，推导出了射孔炮眼穿出钻井污染带与未穿出时，污染带与炮眼内流动的层流表皮和紊流表皮。通过计算结果与数值解的对比，反映了本文表皮形式的合理性，可为设计水循环充填提供理论上的依据。     

出砂气藏水平井筛管冲蚀损坏机理及抗冲蚀能力的提高

为了解决出砂气藏水平井存在的筛管冲蚀问题,针对常用的多层滤网复合精密筛管,利用创新研制的水平井筒封闭空间筛管冲蚀模拟系统,开展了筛管冲蚀损坏机理及规律实验。实验结果表明,气体携砂条件下的多层金属滤网复合筛管冲蚀破坏分为保护罩正面啃噬以及侧向滤网冲蚀损坏2种机理。交错冲缝式的外保护罩正面抗冲蚀能力较强,但侧向抗冲蚀能力极弱。筛管金属滤网介质的冲蚀损坏速度约是外保护罩的2~3倍。另外,基于冲蚀机理提出了新型双层弧形交错互补冲缝的结构,研究构建了非均质气藏水平井高冲蚀风险位置识别方法,以及分级、分段提高全井段管柱抗冲蚀能力的优化设计。新型高抗冲蚀能力外保护罩在兼顾经济性的同时,为出砂气藏水平井的防砂管柱冲蚀问题提供了可靠易行的解决方案,一定程度上提升了天然气藏防砂管柱的服务期限和开发效果。     

高温高压高产气井油管柱三维非线性流致振动模型EI北大核心CSCD

针对高温高压高产(三高)气井流体诱发油管柱振动失效问题,采用微元法、能量法结合哈密顿原理,考虑了油管自重、井眼轨迹变化、井筒温度压力变化、油套管接触碰撞等因素,建立了三高气井油管柱三维非线性流致振动模型。采用拉格朗日和三次埃尔米特函数离散控制方程,并使用增量形式的Newmark‑β和Newton‑Raphson联合迭代求解离散后的控制方程。根据中国南海三高气井参数,采用相似原理,设计了油管柱流致振动模拟试验装置,测得油管柱振动响应数据,与理论模型计算结果对比,验证了振动模型的正确性。采用实例井参数,分析了油管柱振动特性,结果表明,上部油管三维空间横向振动明显,而中下部油管长时间紧靠于套管壁上发生振动,导致下部油管易发生纵向和横向的磨损,同时油管纵向振动出现混沌现象,且中下部位置油管混沌现象最明显,因此,现场设计人员需重点关注下部油管柱的安全性。     

水循环充填表皮系数研究

水循环充填在油气井防砂方面得到了广泛的应用,充填效果评价是充填施工的重要理论依据。文中从砾石充填防砂井的基本渗流规律出发,将流量的自动分配引进入近井各个阻力区,仔细剖析每个阻力区的流速变化,采用压降的形式,推导出了射孔炮眼穿出钻井污染带与未穿出时,污染带与炮眼内流动的层流表皮和紊流表皮。通过计算结果与数值解的对比,反映了本文表皮形式的合理性,可为设计水循环充填提供理论上的依据。     

高产气井用13Cr-L80钢油管的磨损性能

采用往复式摩擦磨损试验机对13 Cr-L80钢油管和套管进行往复磨损试验,研究了接触载荷(50,100,150,200,250 N)、往复行程(2,4,6,8,10 mm)、往复频率(0.6,0.9,1.2,1.5,1.8 Hz)以及完井液密度(1.0,1.1,1.2,1.3,1.4 g·cm-3)对油管磨损性能的影响.结果表明:随着接触载荷、往复频率和往复行程的增加,油管的磨损量增大,摩擦因数和磨损率变化不大;随着完井液密度的增加,磨损量和磨损率均降低,摩擦因数先降低,当完井液密度增大到1.2 g·cm-3时趋于稳定;在试验条件下,随接触载荷、往复频率及完井液密度的增加,油管的磨损方式均由磨粒磨损转变为黏着磨损,不同往复行程下油管的磨损方式均为黏着磨损.     

文昌13-1油田水平井砾石充填防砂工艺优化与实践

水平井砾石充填防砂是近年来为延长水平井防砂有效寿命而发展起来的一种新工艺,该新工艺的优化和实施是一个系统工程,它与油藏开发、钻井及完井设计方案的优化和有关工艺技术措施的配套密切相关。在文昌13-1油田A6h、A8h、A3h三口水平井砾石充填防砂作业中,通过控制影响水平井砾石充填防砂工艺实施效果的主要环节,包括井壁稳定性控制、油气层钻开液选择、水平井轨迹和质量控制、砾石携砂液漏失量控制、砾石充填泵送方案设计和油层保护控制等工艺环节,取得了很好的防砂效果和油田开发效益。文昌13-1油田水平井砾石充填防砂的成功经验可为其他油气田水平井防砂方案设计提供参考。     

涠洲12-1油田中块低压储层保护研究

通过分析和评价涠洲12-1油田中块原修井液对储层产生损害的影响因素,确定了防止储层损害的有效措施和方法,即通过在修井液中加入表面活性剂CZZ和WPD来降低水锁产生的损害,并评价了2种表面活性剂降低油/水界面张力的能力、配伍性、抗温性以及乳化性。同时对易漏失的低压储层开展了改进型修井液技术研究,包括暂堵剂的优选、性能评价、储层保护研究、解堵试验评价、与地层流体配伍性评价和现场施工工艺研究,并提出了解除损害的有效方法。     

海上浅层压力衰竭储层长水平井裸眼砾石充填防砂实践

南海西部海上 Ｄ气田新增三口长水平调整井均采用裸眼砾石充填完井。三口调整井开发层位浅,水 平裸眼段长,破裂压力低,砾石充填作业主要面临着充填压力窗口窄的难题,同时由于储层井眼轨迹复杂,防砂筛管下入摩阻大,且储层存在压力衰竭,易发生井漏,进一步增大了砾石充填作业的难度。针对这些难题,现场通过优化防砂筛管送入管柱组合及钻井液润滑性能,保障筛管下入到位;使用低密度充填陶粒、高导流性优质筛管、优化冲筛比,显著降低了充填压力及提高了充填效率;最后,应用承压高、易返排、易破胶的完井液,防漏及储层保护效果好,形成了一套海上浅层压力衰竭储层长水平井裸眼砾石充填防砂工艺,可为类似油田开发提供借鉴。现场三口井砾石充填防砂作业均顺利完成,无井漏发生,三口井测试产量整体超配产要求。其中一口井水平段充填长度达到 １１０４ｍ,创造了国内海上水平井裸眼砾石充填长度记录。     

多层滤网机械防砂完井筛管动态腐蚀试验研究

针对机械防砂筛管腐蚀寿命预测方法尚未形成的问题,采用防砂筛管动态腐蚀评价系统,模拟南海某高温高压气藏条件,对多层滤网机械防砂完井筛管的基管、挡砂介质和外保护罩组件进行了动态腐蚀试验评价,使用平均腐蚀速率评价法对腐蚀性能进行数据分析和评价,建立了多层滤网机械防砂完井筛管腐蚀寿命预测方法。研究结果表明:在CO2分压1.5 MPa、温度160℃及Cl^-质量浓度6400 mg/L的气水腐蚀环境中,筛管不同组件的腐蚀速率有较大差别,基管的腐蚀速率最大,外保护罩次之,两者均为中度腐蚀,挡砂介质腐蚀速率最小,为轻度腐蚀;当CO2分压在0.0~5.0 MPa内增大时,腐蚀速率增长缓慢,当CO2分压超过5.0 MPa后,腐蚀速率随分压增长迅速;虽然挡砂介质腐蚀速度最慢,但由于其较细的金属丝交错结构,导致其寿命最短;CO2分压在1.5~14.5 MPa范围内,筛管总体寿命为5~24 a,平均为10~15 a。研究结果可为高温高压气藏机械防砂完井筛管的寿命预测提供参考。     

南海超高温高压气井裸眼完井测试关键技术

南海莺琼盆地超高温高压区块油气资源潜力巨大,随着超高温高压区块勘探力度的逐步加大,海上超高温高压气井裸眼完井测试的需求逐渐上升。目前海上超高温高压气井的裸眼完井测试存在巨大的风险和挑战:高密度测试液清喷困难,极端条件下易造成测试液稠化沉淀堵塞测试管柱;超高温高压测试条件下,测试管柱配置较为复杂,同时管柱伸长量设计不合理,存在测试工具失效的风险;井壁岩石不稳定性风险较高,存在着井壁坍塌、地层出砂、埋卡封隔器等风险。为解决上述难题,自主研发了一套适用于海上高效勘探开发的超高温高压气井裸眼完井测试关键技术:研发了沉降稳定型测试液,通过在原完钻钻井液基础上添加抗高温降滤失剂和增加石灰含量增强沉降稳定性能;在常规测试管柱的基础上增加RD循环阀和选择性测试阀并合理计算测试管柱的伸长量,优化设计了测试管柱结构;合理优化海上平台的测试管线流程和装置布局,有效降低了测试过程中的风险;考虑测试过程中井壁不发生剪切破坏的前提下,制定了合理的测试压差和测试时间。该技术在南海超高温高压气井DF13-Y-Y井中进行了现场应用并取得了圆满成功,为后续海上超高温高压井的裸眼完井测试积累了宝贵经验。