套管压裂井不压井完井工艺技术研究及应用

针对非常规光套管压裂井放喷后关井压力高,采用压井液压井并上修井机进行完井作业,存在污染储层及降低压裂效果的问题,研究开发了套管压裂井不压井完井工艺技术,解决了套管压裂井带压完井的问题。通过通孔桥塞、滑套阀与压控开关阀三者之间的有效配合,调控采油的流通通道,使井口处于安全受控保护状态,有效避免了压井液压井,对油层无污染,保证了压裂效果,满足了非常规油井套管压裂后不压井完井作业的需要。现场应用结果表明:下入完井工具串后可多次暂闭油层,并使井口处于安全受控状态,实现了使用修井机下泵或后期小修检泵作业时的不压井作业,满足了低成本不压井完井技术的需要,单井缩短施工周期4~6 d;应用的4口井中,井口最高压力5.2 MPa,最大井斜91.2°,桥塞最大入井深度5 073 m,不压井工艺成功率100%。该工艺可有效提高采油时率,不仅适用于有杆泵完井工艺,还适用于电泵完井工艺,具有良好的推广应用前景。

压裂液返排期间放喷油嘴设计与工作寿命预测

压裂液返排期间支撑剂回流返吐导致放喷油嘴磨损严重,依靠经验选择更换油嘴时机,增加了更换油嘴的成本和劳动强度,影响压裂施工效果。基于光滑粒子流体动力学和有限元的耦合方法,结合磨损实验,优化了油嘴的内流道结构和关键参数,优选了油嘴材料,并利用基因表达式编程算法挖掘油嘴磨损的实验数据,建立了工作寿命的预测模型,编制了预测软件。现场应用表明,优化的放喷油嘴耐磨性强,工作寿命提高了75%以上;预测软件计算结果平均误差6.03%,对压裂液高效返排施工具有理论和实际意义。

射流抽吸式水泥浆调配装置的研究与应用

为了解决注水泥塞的施工过程中,地面调配水泥浆费时费力、施工难度大及安全风险高的问题,根据射流抽吸原理设计了射流抽吸式水泥浆调配装置。基于离散颗粒法对注入漏斗内干水泥粉的运动规律进行数值模拟研究,优化设计了注入漏斗的半顶角和调制开关塞的安装高度,以达到防堵塞的目的,最后通过现场应用验证了该装置的使用效果。研究结果表明:漏斗流的流动形态是导致注入漏斗口堵塞的主要原因;随着注入漏斗半顶角的增大,干水泥粉停滞区域增大,体积流率减小,优选半顶角为45°;调制开关塞能够实现干水泥粉的流动形态由漏斗流向整体流转变,随着其安装高度的增加,干水泥粉的体积流率逐渐减小,优选安装高度为70 mm。现场应用中,射流抽吸式水泥浆调配装置可节省调配水泥浆用时50%以上,水、灰混合均匀,未出现堵塞现象,极大降低了“插旗杆”等施工事故发生的概率,保证了施工作业安全、高效地进行,应用前景广阔。

连续油管井丛场快速试油作业模式研究与应用

目前井丛场的试油作业仍是单井试油的重复,不仅浪费大量的人力物力,还占用较长的施工周期,工厂化整体试油的作业模式还未真正的实现。如何对井丛场完钻井快速试油投产,缩短井丛场整体建设周期,是备受油田建设者关注的问题。为此,根据井丛场的作业特点,设计了一套井丛场各井通用的内控主流程。按照是否打开油气层开发了两种“连续油管+修井机”的联合作业模式,即分井组的作业模式和修井机追踪连续油管作业模式。现场应用表明,开发的作业模式能够以最优的设备数量、合理的井场布局、优化的作业方式、高效地完成井丛场试油完井作业,有效缩短井丛场试油周期,大幅提高井丛场建设的经济效益。研究结论对指导井丛场优质高效的施工具有重要意义。

地层水判定方法及数学模型应用研究

为试油期间及时、准确的判定出地层水,获得地层参数,本文是在传统以离子含量判定方法上,利用统计规律,当所取得的水样越来越接近该地层水性时,通过以往该地区大量数据的统计规律,建立某种距离关系的判定方法。该水样以较大概率落入此判定区间内时,则有理由判断达到合格水性。将以往通过经验判断的方式转向定量分析识别,从而提高判定地层水性的可靠性。

井控装置现场试压技术的标准化和有形化

通过申报专利、编制技术手册、媒介宣传、编制作业规程等手段,探索井控装置现场试压技术的有形化和标准化方法,使得井控装置现场试压技术成为可共享、可传承的显性技术,扩大了产品应用范围,进一步提升了公司的竞争能力和创新能力。

连续油管金属减摩剂减摩性能与机理

为了解决长水平段水平井连续油管起下自锁问题,采用改性植物油、表面活性剂、乙二醇复配制备了水包油型金属减摩剂。采用红外光谱表征了金属减摩剂的特征基团,采用多功能摩擦磨损仪评价了减摩性能,研究了清水、金属减摩剂种类及使用浓度对N80钢块的减摩性能,采用扫描电镜-能谱仪(SEM-EDS)分析并探讨了金属减摩剂的减摩机理。结果表明,5#金属减摩剂及其加量为0.5%时,减摩效果最明显,与清水作为润滑介质比较,其使N80钢块摩擦系数CoF降低至0.12(清水对应的CoF为0.42),CoF降低率达到71.4%。SEM-EDS结果分析表明,磨痕表面趋于光滑、孔洞状结构的出现与钢块基体表面形成分子吸附层可能是金属减摩剂的减摩机理。

环保型连续油管金属减摩剂的研制与性能

针对水平井长水平段连续油管作业过程中的锁定问题,采用改性植物油、表面活性剂、乙二醇作为核心主剂,制备了水包油型环保金属减摩剂。考察了该金属减摩剂在不同加量、矿化度、pH值和温度条件下对N80、P110、Cr-13钢块摩擦系数(CoF)的影响规律,同时采用MTT实验和动物实验评价了金属减阻剂的环保性能。结果表明,金属减摩剂加量为0.5%时,减摩效果最明显,使N80钢块的CoF降低至0.12(清水对应的CoF为0.42),CoF降低率达到71.4%;使P110钢块的CoF降低至0.16(清水对应的CoF为0.475),CoF降低率达到66.3%;使Cr-13钢块的CoF降低至0.115(清水对应的CoF为0.75),CoF降低率达到84.7%。金属减摩剂耐温达到140℃,适用pH值范围为1~10,耐矿化度达到30000 mg/L。金属减摩剂细胞增殖率在95%~150%之间,半致死浓度LC50约为55000 mg/L,无细胞毒性和动物毒性。研制的环保型金属减摩剂具有优异的减摩性能,满足连续油管现场作业要求。

水力泵排液地层水判定方法研究

水力泵排液期间,快速、准确地判断出地层水,获得地层参数,为油田开发重要指标。基于已有数据的统计规律,利用离子之间的关系,获得标准地层水及地层水判定区间。研究结果表明:利用所取得的待测水样与动力液和标准地层水进行比较,当所取得的水样距离动力液越远时距离标准地层水越近;在这样的趋势下,利用雷达图中面积关系,可准确找到最优的水样,如果该水样在地层水的判定区间内,则可确定水力泵排液期间的地层水水性。