可钻型低频自激震荡脉动固井装置的研制与应用

气井、小环空间隙等特殊井况下的固井质量缺陷在生产中常见,严重困扰了开发技术措施的实施。近年来,在提高气井固井质量的研究与应用上,能改善环空钻井液顶替效率和水泥浆性能的特殊固井装置备受关注。为此,基于流体自激震荡理论,结合模拟实验测试结果,优化设计并研制了一种井下大排量低频自激震荡方式的可钻型水力脉动发生装置:外径177.8mm,工作压差0.5～1.5MPa,工作排量25～30L/s,压力脉动输出频率约10Hz;连接结构采用圆螺纹套管接箍卡装方式;牙轮钻头、PDC钻头易钻。并在四川盆地安岳区块φ177.8mm尾管固井中得到成功试验与应用,结果表明,该装置工作稳定可靠,固井质量显著提高。该装置首次被应用于井眼待继续加深的中间套管固井,拓展了振动固井技术在提高油气井固井质量中的工程应用范围。

新型固井井下低频水力振动装置研究

针对现有井下振动装置在应用上存在局限性的问题,结合现场工程实际,在系统调研的基础上,提出了新型强制复位井下低频水力振动装置的设计方案。装置工作时,在液压力作用下柱塞压缩弹簧下行,卸压孔、泄油孔依次打开,环空压力升高;泄流后弹簧推动柱塞上行复位,依次关闭泄流孔、卸压孔,环空压力降低;柱塞往复运动产生环空流体压力波动。新型振动装置具有良好的固井工况适应性,适应于常规固井工艺和特殊井况;可针对施工水泥浆密度、排量进行输出参数调控。PL003-03井的应用表明,全井段固井质量优良率达到84%。