水平井井筒气液两相流流动特性分析

相较于直井钻井,水平井钻井以其独特的优势在现场得到了广泛的应用,但在深水钻井的复杂工况下,井筒水平段常常呈现不规则分布,水平段上翘,水平段弯曲存在气体口袋等情况给深水钻井带来了极大的挑战。因此水平井井筒内气液两相流动规律及水平井气侵井控成为行业内一个重要难题。本文基于水平井井筒多相流流动理论,对水平井井筒内可能出现的各种流型进行了详细的分析,建立了水平井井筒气液两相流井筒内压力模拟模型,分析了水平井条件下井筒气液两相流流动特性。研究结果可以为作业现场水平井气侵井控提供相应的理论依据。     

侧钻开窗钻具组合挠性短节非线性力学模型及失效分析

挠性短节是套管侧钻开窗钻具组合中易产生弯曲大变形失效的管柱,合理设计钻压、扭矩、挠性短节尺寸等参数,保证挠性短节安全是侧钻成功的基础。为建立挠性短节受力失效条件与影响因素的定量关系,文章考虑开窗钻进的动态过程,建立了挠性短节非线性力学模型,采用ANSYS Workbench数值分析了挠性短节的应力与变形分布,研究了钻压、扭矩、挠性短节壁厚对挠性短节力学状态的影响规律,得到了三种型号挠性短节失效时的极限钻压和极限扭矩。研究结果表明,挠性短节壁厚是影响开窗钻具安全的首要因素,其次为钻压和扭矩;挠性短节壁厚增加20 mm(10.4 mm增大至30.4 mm)时,开窗钻具最大压应力由870.64 MPa减小到804.04 MPa,减幅为7.65%;钻压由3 t增大到13 t时,挠性短节最大压应力由838.33 MPa增大到860.13 MPa,增幅为2.60%;扭矩由1.5 kN·m增大到6 kN·m,挠性短节最大压应力由842.42 MPa增大到849.56 MPa,增幅仅为0.85%。文章所建立的挠性短节力学模型及失效分析方法为开窗施工参数及钻具尺寸的设计提供了参考。     

海上油田一趟钻套管开窗技术

针对常规开窗工具串难以通过狗腿度较大井段、锥式磨鞋易偏离导斜面、斜向器和磨鞋需要两趟钻送入等技术难点,研制了通过节流压差坐挂的斜向器及与其配套的次级磨鞋、挠性短节、开窗磨鞋等工具,形成了可一趟钻套管开窗钻具组合,该钻具组合实现了斜向器送入、坐挂及开窗作业。将一趟钻套管开窗作业分为5个阶段,推荐了相应阶段的磨铣参数,并制定了处理作业过程中复杂情况的技术措施,形成了较为完善的一趟钻套管开窗技术。渤海油田203口井应用一趟钻套管开窗技术进行了套管开窗,开窗成功率100%,平均开窗周期10.5 h,平均修窗周期2.6 h,与应用两趟钻开窗技术的井相比,开窗时间平均缩短2.4 h,提效22.8%。现场应用表明,一趟钻套管开窗技术能够提高开窗效率、降低钻井成本,可为海上油田稳产和提高采出程度提供技术支持。     

水力振荡器在渤海探井中的应用成果分析

目前为了提高探井中定向井段和水平段的钻井时效,开始尝试在探井使用水力振荡器。首先介绍了水力振荡器的机构原理;然后结合2018年在探井中使用资料,通过实例对比了水力振荡器和纯马达钻进或者旋转导向钻井工具的提速效果;最后针对水力振荡器在应用过程中的出现的问题提出了一些建议。现场应用效果统计表明,水力振荡器能降低摩阻,提高机械钻速,缩短钻井周期,降低钻井成本,与纯马达或者旋转导向工具相比,机械钻速有明显提高。也存在实际工作排量达不到设计要求、安放位置不合理、自身压耗高、是否影响定向井MWD仪器等问题。     

超短半径钻井技术现状及发展趋势

随着油气开发的不断深入，使用超短半径钻井技术重新激活老油田实现增产被广泛认为是有效的技术手段之一。目前国内外主流的超短半径钻井技术有两种：基于柔性钻具的超短半径钻井技术和基于高造斜率螺杆的超短半径钻井技术。文章对上述两种超短半径钻井技术的工艺配套、优势弊端及应用情况进行了调研和分析。其中，基于柔性钻具的超短半径钻井技术曲率半径小，可以以钻水平井的模式开发厚度小于3 m的薄层油藏或井筒高部位的剩余油层，快速提高采收率；基于高造斜率螺杆的超短半径钻井技术水平位移较长，可实现井周储量定深度、定方位精准靶向挖潜。针对两项技术的应用效果，提出了两项技术未来的发展趋势，以期超短半径钻井技术的持续发展。