欠平衡钻井井口回压控制理论与方法

以钻井环空多相非稳态流理论为基础,根据气-液两相流体在井筒流动过程中遵循的基本方程,利用有限差分的数值解法进行求解,刻划了井内流体的各种运动特性以及瞬态压力平衡关系,提出了利用井口回压对井内各流动参数进行控制,找出了井口回压和气体侵入量对井内各种流动参数的影响关系和规律,得出一些指导欠平衡钻井的有益的结论,对进一步深化和完善欠平衡钻井和井控理论研究以及现场应用具有重要的现实意义。

控压欠平衡钻井井口回压控制技术

控压欠平衡钻井揭开储层后,随着揭开储层的厚度不断增加,进入井筒中的气体量会不断增多,容易引起井筒压力的失控,形成复杂事故。为此,采用气液两相流理论计算了气体在井筒不同深度处的含气率变化,通过改变边界条件,分析不同的进气量和井口回压对井筒含气率的影响;考虑井口回压抑制井筒环空的段塞流中气体膨胀,进而对井底压力产生一个增加值影响的情况下,得到控压钻井钻开储层期间恒进气量时的井口回压计算方法。结果表明:控压欠平衡钻井的井口回压对井口位置气体膨胀影响较大,施加的井口回压值应考虑井筒含气率变化引起的静液柱压力的变化;为保持井底进气量一定,揭开储层厚度越大,需要施加的井口回压就越大;而揭开储层厚度达到一定值后,井口回压趋于稳定。该井口压力控制方法得到现场应用的验证,能够对控压欠平衡钻井井筒压力控制提供理论支撑。

井口回压对油井工况影响及对策分析

井口回压关系着井口产液量、抽油设备能耗及产能建设投资等问题。为了合理优化机采系统及集输系统,达到效益最大化,分析了井口回压对油管内流体密度的影响,对抽油杆、管的影响,对抽油泵漏失的影响及对抽油机能耗的影响。定性定量地分析了井口回压的影响程度,并提出降低井口回压的两种方法,即降低流体粘度和改变集输管线参数。从而为工程设计人员提供有利的技术参考。

井口回压对抽油井泵效影响规律研究

研究了井口回压对抽油井泵效的影响。计算泵效时考虑了抽油杆-油管的弹性伸缩、抽油泵漏失、抽油泵充满程度等因素，利用编制的抽油井泵效与井口回压关系计算程序，对葡北的11口油井进行了计算。结果表明：葡北地区泵效与井口回压基本成线性关系，井口回压每增加1Mpa，泵效降低1％～2％。

环路管网井口回压影响因素分析

井口回压是环路管网安全集输控制的主要参数之一,其值与计量间掺水压力、掺水温度、掺水量、产液量、计量间回油压力、计量间间回油温度(原油凝固点)、管道直径、结蜡厚度、管道长度等参数有关,利用环路混输温降、压降模型,针对井口回压的影响因素进行定量分析,利用研究结果可优选环路稳定集输的控制措施。

控压钻井井口回压控制技术仿真研究

控压钻井中,为解决井口回压控制过程中的极端非线性难题,设计了一种基于人工神经网络的"辨识器-控制器"控制系统。以径向基函数神经网络为框架构建了辨识器和控制器的基本结构,设计了径向基函数神经网络与比例环节相并联的控制器。为验证控制效果,建立了井口回压系统的非线性数学模型,应用Matlab软件进行仿真,在给定条件分别为1、2和3 MPa时系统均稳定收敛,调节时间5 s左右,超调量小于10%。人工神经网络控制方法能快速跟踪控制信号且超调量小,有效地解决了井口回压系统中的非线性控制难题。

控压固井井口回压设计分析与建议

伴随着勘探开发的不断深入,油气藏地质条件越来越复杂,窄安全密度窗口等难题导致固井过程中漏失、井涌、气窜现象频发,破坏井筒的完整性。传统的油气井固井工程一直遵循"居中、替净、压稳、封严"的原则,作业过程中使用的钻井液和水泥浆密度通常高于地层压力系数,过高的当量循环密度容易使井下压力接近或超过地层破裂压力极限,导致漏失等事故复杂。控压固井技术在控压钻井技术基础上发展而来,通过水泥浆体系及作业流程优化设计、参数实时监控及模拟计算,配合专用的控压固井装备实时调节井口回压,能够使井底压力在安全密度窗口范围内保持恒定,可有效解决窄安全密度窗口条件下的压稳防漏矛盾,显著提高固井质量,目前已成为解决此类复杂地层固井难题的关键技术。本文通过调研国内外控压固井技术发展情况,阐述了控压固井基本原理及国内外应用现状,针对具体技术案例进行分析,总结了控压固井井口回压设计的基本流程,重点分析了井口回压的迭代计算模型;在此基础上,提出了关于控压固井井口回压设计与控制技术研发的建议。

欠平衡钻气井井口回压控制理论及实践

欠平衡钻气井的井控问题长期以来一直是该技术领域的一道难题。通过分析井筒流动规律并耦合地层产气得出欠平衡钻气井井控的有效方法——施加井口回压。建立了井筒流动方程和地层产能方程以及求解方法,阐述了施加井口回压可以提高欠平衡钻气井井控效果的理论机理,并通过案例分析得出施加井口回压对欠平衡钻气井的井控效果。研究发现,施加井口回压既可以使进入井筒的地层气体减少,又可以使气体体积变小,有利于欠平衡钻井的携砂和井控。

井口回压对油井产量及抽油机耗电量的影响

分析了油井回压对油井产量、抽油机耗电量的影响。在新肇油田选取了10口油井,将井口回压从初始的0.4MPa调到1.4MPa,同时观察井口的产液量和耗电量的变化情况。综合起来看,抽油机井的产液量随井口回压升高而降低;抽油机井耗电量随井口回压升高而上升。根据试验得出了油井的产液量随着井口回压变化的理论计算公式及油井的耗电量随井口回压变化的理论计算公式。

欠平衡泥浆钻井井口回压控制技术

近些年来,欠平衡钻井技术已经在国内外得到广泛的应用并取得了很好的经济效益和社会效益。我国有大量的适合欠平衡钻井的油田和地区,因此,欠平衡技术具有很好的发展前景。欠平衡钻井与常规泥浆钻井相比:一方面由于地层压力系数过低,钻井液和完井液漏入储层、造成油气藏的严重污染;另一方面常规泥浆钻井不能有效地反映储层的真实情况,而欠平衡钻井解决了这一问题。该文旨在完善欠平衡钻井技术。推导出利用井口回压控制井底压力的计算模式,实现了井口回压的合理控制。为今后欠平衡钻井地面数据采集系统和回压自动控制的软件化作了部分的理论工作。

井底恒压控压钻井井口回压分析研究

针对目前钻井中遇到的窄密度安全窗口日趋频繁的问题,基于井底恒压控压钻井技术工艺技术原理,以通用圆管流量方程和稳态波动压力理论为基础,精确计算了赫-巴流变模式下的系统环空循环压耗及波动压力,将钻井过程划分为若干工况,综合流型+过程+工况的组合模式得到井口回压计算模型。结合实例对回压计算模型进行验证,验证结果表明,用该模型计算的井口回压与实际值相差很小,能够满足工程精度要求。用该模型进一步分析了不同工况下井口回压与排量、钻井液密度、起下钻速度以及起下钻时间的关系,分析结果对控压钻井的安全实施具有重要的参考意义。

深水双梯度钻井井口回压实时优化与最大钻进深度预测

为实现更大的钻进深度,本文建立了井口回压实时调节优化模型,模型通过优化实时钻进过程中的井口回压,达到实时优化井筒压力剖面的效果,从而实现更大的钻进深度。通过实例对比了回压恒定和回压实时调节两种条件下的优化结果,并分析了不同钻井参数对回压优化结果和最大钻进深度的影响,研究结果表明:与回压恒定条件下的最优化结果相比,井口回压实时调节优化模型优化了钻进过程中的井口回压,使井筒压力剖面可以更好地适应地层窄安全压力窗口,实现了更大的钻进深度;利用井口回压实时调节优化模型后,可进一步减小随钻井底压差,从而有利于储层保护和钻井提速;相比于空心球注入体积分数和排量,最大钻进深度受分离器与钻头间距和纯钻井液密度的影响更为明显。

抽油机井口回压对油井生产的影响

由于油稠、集输管线长和管线输送液量增加等原因造成井口回压高,而井口回压关系着井口产液量、抽油设备能耗、抽油设备使用年限等问题。为了合理优化机采系统及集输系统,达到效益最大化,本文分析了井口回压对油管内流体密度的影响,对抽油管杆的影响,对抽油泵漏失的影响及对抽油机能耗的影响等,为以后合理降低回压打下基础。

环状管网井口回压案例分析

油田环状集输系统,常常由于受到管道变形、堵塞、结蜡、掺水量、水垢及随着集输长度的增加而出现胶凝状态等多方面因素的影响,导致部分井口回压过高而停井,影响了油田生产。针对油田现场中出现的问题管路,利用节点压力-温度诊断法确定了环路掺水走向,在此基础上,利用纯水百米压降诊断法及混输流动特性诊断法分别判断环路管网是否存在堵塞及管道规格与运行工况是否匹配,综合全面分析环路管网井口回压过高原因。

井口回压对抽油机井能耗影响规律的仿真研究

应用波动方程描述抽油杆柱纵向振动,考虑井口回压对抽油泵排出压力的影响,改进了抽油杆柱纵向振动底部边界条件的仿真模型,建立了井口回压对抽油杆柱纵向振动与悬点载荷影响的仿真模型。以悬点载荷仿真为基础,考虑抽油机地面驱动与传动系统的动力特性、传动效率的影响,建立了井口回压对抽油机井能耗影响规律的仿真模型。仿真结果表明,井口回压对抽油机井能耗有显著影响,井口回压越高,抽油机井能耗越大。

控压固井候凝阶段井口回压控制方法研究与应用

控压固井可以降低窄安全压力窗口井固井漏失的风险,同时还能在一定程度上提高顶替效率。但是目前控压固井在候凝期间还是基于经验来施加井口回压,井口回压控制不够精确,容易导致井漏或气窜。为此,根据水泥水化、失水以及胶凝作用建立了井口回压计算模型,并形成了候凝压力控制方法,用于指导井口回压控制。通过与目前的控制方法相比表明该方法能够精确指导井口回压控制,保证井筒安全。

井口回压对油井产量的影响及对策

文章首先对井口回压的定义及影响因素进行简单介绍,进而深入分析井口回压对油井产量的影响,对目前常见的井口回压处理措施进行分析,为井口回压问题的解决奠定基础。研究表明,井口回压会造成悬点载荷增大、能耗增加、泵效降低、泵漏失量增大、流体性质改变以及加剧偏磨,从而对油井的产量产生重大影响。目前常见的井口回压措施有热力降粘、掺水降粘等,这些措施都是通过降粘的方式解决井口回压问题,这些措施都具有相应的优点和缺点,在实际中需要根据现场状况进行合理选择。

控压固井启停泵过程井口回压传递规律研究

控压固井启停泵作业中,由井口向井底施加的回压值在井筒内的衰减是准确设计回压补偿值的重要依据。基于一维瞬态流动模型,考虑环空流体的流变模式及环空流体种类,建立了控压固井启停泵过程井口回压压力波瞬态传递模型,并利用有限差分思想对其进行求解,通过实验对模型结果进行验证,揭示了流变模式、流体稠度系数以及环空流体种类对环空压力波衰减的影响规律。结果表明:①同一井况中,回压压力波在环空流体流变模式的衰减能力为幂律模式大于赫巴模式大于宾汉模式;②相同流变模式下,回压压力波的衰减随着流体稠度系数的增大而增大;③回压压力波在多种流体中的压力衰减能力大于在单种流体中的衰减能力,且流体种类越多,压力衰减能力越大。

耿83区井口回压影响因素及治理措施

针对困扰油田生产多年的集油管线因回压较高造成原油集输运行困难并且影响原油产量的问题,重点对姬塬油田耿83区井组回压影响因素进行了分析,确定了原油粘度大、管线埋深浅、环境温度低、管线结垢是导致该区块回压高的关键因素,提出了采用降管线埋深、安装加热炉提高原油输送温度,降低原油粘度,并采取化学试剂及物理防治相结合的方法对集输管线进行结蜡与结垢的防治与治理,达到降低井组管线回压的目的,同时对各类技术原理以及实际应用效果作了较详尽的说明,进行了实际经济效益评价,提出了一定的结论与认识,为确保耿83区回压治理工作具有重要指导意。

井口回压对油井产量及抽油机耗电量的影响

随着近年来我国经济的快速发展,我国油田的生产开采工作也取得了良好的发展势头,在油田生产开采的过程中,井口回压对油井产量的影响一直都是困扰油田的重要问题,井口回压不仅会对油井产量产生影响,同时但也会严重的影响抽油机作业过程中的电能消耗总量。鉴于此,本文对井口回压对油井产量以及抽油机耗电量的影响进行了分析。