五级分支井井眼选择性再进入技术在河3-支平1井的应用

五级分支井河3-支平1井为四靶点水平井,钻探目的是利用分支水平井技术完善区块开发效果,提高产能及采收率,开发河3-斜36断块的沙二63及沙二75,动用该层系位剩余油,其为我国陆上油藏第一口五级分支井。根据生产需要,后期投产进行了分支井眼的选择性再进入施工。2011年7月完钻时电测显示下分支水侵严重,通过下入导向器封隔下分支井眼,再进入上分支井眼,进行替浆作业后投产上分支井眼;投产至2013年3月,产液含水95%以上,下入隔离套封隔上分支井眼,再进入下分支井眼,进行射孔作业后投产下分支井眼。现场应用证明,五级分支井井眼选择性再进入技术能够满足后期井下作业施工的需要。     

随钻地层流体保真取样筒保真参数优化方法

提出以地面预充氮气方法为主、井下增压方法为辅的随钻取样保真筒的设计思路,对其工作方式、取样参数优化方法进行讨论.取样筒中氮气腔的作用相当于储能气垫,可在一定程度上补充取样过程中因温度变化带来的压力损失,井下增压则是将样品尽快地压入样品腔,并进一步提高样品压力来弥补氮气腔无法提供的压力补偿.通过对取样保真筒工作方式的分析...     

钻井取心工具螺纹强度性能试验研究

为保证钻井取心作业的可靠性与安全性,通过理论计算、有限元模拟以及全尺寸强度评价试验三种方法对取心工具螺纹的抗拉和抗扭性能进行研究。在取心工具内外螺纹附近粘贴应变片,对比试验采集应变与有限元计算应变。结果表明,全尺寸强度评价试验结果与有限元计算结果能较好地吻合,因此可为其他规格、其他螺纹类型以及高温取心工具螺纹的强度性能研究提供技术支持与理论支撑。     

大井径液压式扩眼器的研制与应用

中国石油化工股份有限公司承建的土耳其TuzGlü天然气地下盐丘储气库,需要将井眼由215.9mm扩至444.5mm,此类扩眼作业在国内外均属首次。在分析扩眼施工技术难点的基础上,利用先进的有限元和三维ProE软件对扩眼器进行了力学分析和优化设计,最终研制出了YK304-444.5液压式扩眼器。其结构组成和工作原理为:由本体、活塞总成、上下限位机构和切削刀翼等组成;依靠钻井液流经活塞上的喷嘴产生一定的压降,推动活塞下行张开3个扩眼刀翼,并由活塞上的支撑装置锁紧。采用新研制的扩眼器顺利地完成了UGS-6等井的扩眼施工作业,未出现工具损坏问题,扩眼后的井眼直径达到设计要求。同时还在实践中不断地完善了盐岩层的大井径扩眼作业技术,并优选出如下作业技术参数:1钻压应控制在30kN以内,以减小扩眼过程中的扭矩;2排量介于45~55L/s,转速介于60~70r/min;3在进行盐层扩眼时要求使用饱和盐水钻井液。     

弯曲井眼中套管抗挤强度计算

目前弯曲井眼中套管抗挤强度计算时没有考虑井眼弯曲的影响,无法确保固完井作业及生产过程中套管的安全。为此,根据弹性力学理论建立了井眼曲率和不均匀外挤力综合影响下的套管抗外挤强度公式。直接建立三维的套管模型,模型长度取10倍的套管外径,在套管的一端施加约束,另一端加弯矩来模拟井眼的弯曲。计算结果表明,在井眼曲率较大时,弯曲井眼中大尺寸厚壁套管抗外挤强度下降较为明显;理论计算的抗外挤强度通常小于模拟值,按照理论设计的套管是偏安全的,但不均匀度较大时需考虑模型计算的误差是否满足要求。     

水力脉冲轴向振荡减阻工具研制

在大斜度井中,轴向力传递通常成为问题。为了减少摩阻并实现轴向力的连续传递,最新的减阻技术是水力脉冲诱发轴向振荡钻井技术,为此开发设计了一种水力脉冲轴向振荡减阻工具。介绍了该轴向振荡减阻工具的总体结构及技术特点、关键零部件的设计加工、动力马达基本结构参数合理配比优化、盘阀过流面积模拟、花键心轴表面处理技术及计算机辅助设计分析、碟形弹簧组合设计计算等。室内及现场试验表明:该工具性能可靠,能够解决托压的问题,减阻提速效果明显。     

石墨烯改性海绵取心工具研制与试验

为了直接测量、准确获取岩心的含油饱和度，进行了石墨烯改性海绵取心工具的研制与试验研究。对常规海绵经石墨烯溶胶进行了浸渍、老化、超临界干燥等工艺改性处理，得到了石墨烯海绵材料。该海绵内部孔隙直径可调，常温下原油吸附量可达自身质量的80.5倍。在此基础上，设计开发了石墨烯改性海绵取心工具。采取预充海绵保护液和设置密封活塞方式对海绵材料进行防污染保护，通过室内试验确定海绵衬筒直径小于岩心直径0.6～1.0 mm，采用长条薄片压紧方式保护海绵内衬，使之同时满足了吸油和岩心进筒要求。通过与含油饱和度常规计算方法进行比较，确定了岩心含油饱和度的测量、计算方法。石墨烯改性海绵取心工具可在不影响取心收获率的前提下收集岩心逸出的原油，具有较好的推广应用前景。      

应用于螺杆钻具的轴向振动冲击装置研制

基于推力轴承滚动体在特制起伏轨道上滚动产生轴向振动的特性,研制了一种轴向振动冲击装置,通过与螺杆马达集成使用,具有旋冲钻井和螺杆+转盘双驱复合钻井的技术优点。装置的推力轴承结构由滚轮、滚轮支架和滚轮轨道组成,该结构分整个钻柱为轴向振动冲击部分和受冲击部分;滚轮轨道上端面均布凸轮齿（齿高9~17 mm）,滚轮沿凸轮齿上升面滚动时,抬升钻柱振动冲击部分蓄能;滚轮沿凸轮齿下降时,振动冲击部分钻柱在钻压和自重作用下,由螺杆输出轴与冲击传动轴在接触面上产生冲击,两轴端面间距为冲程（比凸轮齿高度小4 mm）。以3 000 m中深井应用为基本条件,采用弹性杆模拟钻柱的方法,分析了装置冲击功和蓄能扭矩与钻压及冲程的关系,给出了冲程和钻压的取值范围,据此试制的样机,在冲击性能测试中,冲击力峰值达到钻压的2.2倍,在钻压20 kN,泵排量30 L/s条件下,装置寿命达到80 h。轴向冲击装置的研制达到了设计要求,初步具备工程应用的条件。