水平井光纤视像检测技术研究

简要介绍了井下视像检测系统结构及配套工艺,通过室内试验及现场应用,证实其在井筒套管损坏分析的准确性,突出其在提升修井效率上的重要性,分析了影响检测效果的不利因素并提出应对措施。     

爆炸压裂试验系统研制及应用

爆炸压裂试验系统,主要由高压釜体、液压控制系统、点火控制系统以及数据采集系统4部分组成,主要具备以下显著特点：（1）试样大,其所能容纳的试样尺寸可达800mm×800mm,有利于观察、研究爆炸压裂后裂纹的分布及扩展情况;（2）轴压和围压施加灵活,最大轴压、围压均可达到50MPa,可充分模拟地下岩石的应力状态;（3）抗高压,釜体内安置试样后,可将炸药直接埋放于试样内引爆,完全符合爆炸载荷的真实加载过程。借助该试验系统开展了不同围压条件下的爆炸压裂试验,结果表明爆炸压裂造缝效果受围压影响较大,围压增大,裂缝长度、宽度缩小,裂缝弯曲度加大。     

套管外封隔器模拟试验装置研制与应用

针对目前套管外封隔器的工作性能无法进行有效检测的问题,研制了一种套管外封隔器模拟试验装置。该试验装置设计有覆盖套管外封隔器工作井眼尺寸范围的一系列模拟井筒,可利用配套的加热系统模拟地层环境温度,可以在接近实际地层工矿条件下检测套管外封隔器的工作性能。该装置设计额定试验压力30 MPa,额定试验温度180℃。应用该试验装置完成了现场常用的139.7mm(5英寸)和177.8mm(7英寸)2种规格套管外封隔器的性能模拟试验,得到了其性能曲线,为套管外封隔器的现场使用提供了第一手的试验数据,取得了很好的应用效果。     

液压脉冲式震荡解卡技术研究与应用

疏松砂岩油藏水平井为保证正常生产都需要进行防砂,防砂管失效时要进行作业需将防砂管捞出重新防砂生产。而目前进行防砂管打捞作业过程中,部分井由于砂卡严重,常会出现滤砂管拔断等情况。为此,开展了一种全新的脉冲震荡式震击解卡技术研究,创造性的设计出了液压脉冲震荡式增力器。该装置利用液压阀组的
动作在井下鱼顶位置产生大吨位的解卡力的同时叠加了低频震荡的效果,使砂卡部位产生松动,提高了滤砂管整体打捞效果,取得了很好的应用效果,为滤砂管的打捞提供了全新的技术思路,有着广阔的应用前景。     

固井纤维水泥射孔实验研究

为进一步了解纤维水泥改善水泥石射孔后出现脆裂的情况,通过实弹射孔及射钉枪射孔实验,研究了纤维对射孔后水泥石的阻裂机理,并利用电镜扫描的手段对射钉枪射孔后留下的孔道以及孔道周围的裂缝进行了分析,研究表明:小试件条件下,实弹射孔试验过程中无纤维水泥试件形成毁坏性的破碎,而纤维水泥在射孔后可以保留完整的孔道,证明了纤维水泥有助于射孔完井作业的成功;纤维水泥石受到射孔冲击后,纤维可以吸收外来冲击波的作用,减缓水泥石的变形,从而破坏强度不至于任其裂纹发展形成脆性破坏;在孔的壁面上可以明显看到纤维对裂纹的阻裂作用;纤维的桥联作用增加了水泥材料本身的临界能量释放率,这使得纤维水泥石在完成钢钉枪射孔后孔内剖面比较完好。     

压裂工具耐冲蚀模拟实验装置研制

固体颗粒在水力压裂工艺中作为支撑剂,在高速注入的压裂液的携带下,会对压裂工具表面产生严重的冲蚀破坏,而目前还没有相应的实验装置模拟该工况,无法验证压裂工具的耐冲蚀性能。针对上述问题研制了压裂工具耐冲蚀模拟实验装置,设计了内衬合金衬套的实验井筒,具有操作简单、可靠的技术特点,可为压裂工具的研发提供可靠的试验支撑。     

水泥浆失重建模以及实验研究

从水泥浆失重现象的力学本质出发,对环空中的水泥浆进行了受力分析,建立了水泥浆失重的力学模型,得出水泥浆的失重速率主要与水泥浆接触的环空壁面面积以及水泥浆胶凝速度有关.建立了水泥浆失重模拟实验装置,进行了多种间隙、井斜角以及偏心度条件下水泥浆的失重实验,得到的环空间隙、井斜角以及偏心度对水泥浆失重速率的影响规律与模型中得到的规律相同,即当水泥浆完全充满环空时,水泥浆的失重速率随着环空壁面接触面积的增大而增大,随着偏心度的增大而增大,随着井斜角的增大,先增大后减小,在井斜角为45°时失重速率最大.     

围压对井内爆炸压裂损伤破坏尺度影响的数值模拟研究

针对当前因条件所限而无法通过开展大规模井内爆炸压裂试验来研究围压对井内爆炸压裂损伤破坏尺度的影响规律这一问题,借助LS-DYNA有限元分析模块,结合前期开展的室内爆炸压裂试验,建立了井内爆炸压裂数值计算模型。该模型主要由围岩损伤力学模型、炸药爆炸力学模型和耦合介质模型3部分构成。在对模型准确性进行验证的基础上,进行了爆炸压裂作用下围压对井壁围岩损伤破坏尺度的数值模拟,并通过岩石损伤力学理论,对模拟结果进行了分析。结果表明:在确保诸如炸药量、岩性和装药结构等其他条件不变的情况下,随着围压的增大,围岩损伤衰减速度加快,损伤破坏范围减小;对于围岩内部同一位置,其损伤破坏程度随围压增大而降低。