超深井射孔冲击动载荷引起封隔器断裂失效分析

中国超深层油气资源丰富,超深井油气开发过程中常采用一体化管柱完成射孔—试油—酸化三联作业,作业过程中超深井射孔冲击动载荷频繁导致封隔器断裂失效。为解决上述问题,基于弹塑性有限元法,结合实际井下测得的射孔管串起爆瞬态冲击动力学载荷边界条件,开展了新疆某地X1井射孔作业RTTS封隔器(全开式挂壁封隔器)—减震器管串瞬态冲击动力学有限元仿真分析,建立了减震器二阶带阻尼的质量—弹簧力学系统模型,从理论上对比分析了双减震器的减震效果与有限元分析结果的可靠性。研究结果表明:(1)在射孔爆轰0.09 s和0.21 s时刻,中心管接头螺纹处分别出现805.4 MPa和925.1 MPa两个应力峰值,超过了管材的屈服强度和抗拉强度,且冲击波引起的交变应力导致局部位置开始发生裂纹失效,裂纹逐渐扩展到整个截面,造成螺纹接头断裂;(2)根据仿真模型计算结果以及中心管结构尺寸分析,发现其螺纹部分结构尺寸偏小,导致峰值应力超过其抗拉强度造成断裂失效;(3)建议采用中心管上部螺纹连接处镦粗2~3 mm的改进方案,其最大应力可降低27%以上,可明显提高结构强度;(4)使用双减震器能有效降低射孔管串上部冲击载荷,理论计算指出双减震器比单减震器的振幅降低约50%,其最大应力降低约42%。结论认为,研究成果可为超深井RTTS封隔器管柱安全射孔作业提供理论和技术支撑,并将有力推动我国超深层油气资源的高效勘探开发。

煤层气井可控冲击波储层增透选井方法

可控冲击波可对煤层气近井地带储层实施改造,应用该技术的煤层气井选井方法并不明确,现场一般采用经验法或试验法。通过引入运筹学和模糊数学理论,在确定影响可控冲击波实施效果的13个因素的基础上,构建递阶层次结构模型得到各因素的影响权重,通过模糊综合评价方法得到可控冲击波实施效果评价分数,确定备选井的可行性。采用该方法优选的3口现场实施井,措施后产量都实现了不同程度的增长,其储层改造效果与评价结果趋势相一致。

测井曲线在M地区进行地层划分的应用分析

地层的划分与对比对油气勘探至关重要,划分的结果直接影响储量的计算。目前普遍采用的井震结合的方法提高了划分地层的准确性,但仍存在不足,尤其是在某些物理性质相近的地层并不能准确的识别。本文根据M地区的现有资料,提出了利用视砂岩孔隙度、中子测井和自然伽马测井分别与井震结合的方法作对比,发现在大部分地层段内井震结合的划分结果和测井曲线的划分结果是一致的,但测井曲线对地层的划分更准确,并在工区得到了验证,这样可以弥补井震结合方法的不足。

射孔测试联作管柱受力分析及井下仪器保护技术

结合现场实际 ,对射孔测试联作施工管柱进行了力学分析 ,重点分析了高压和射孔枪振动对管柱的影响 ,指出射孔瞬间在封隔段形成的高压是引起管柱振动的一种主要影响因素 ,提出管柱的减振方法。指出高压也是压力计损坏的主要因素。在此基础上 ,设计了管柱结构、井下仪器保护装置 。

福建永春桃东井水位同震响应特征及记震能力分析

利用福建永春桃东观测井2004—2013年的数字化水位资料,分析该井的同震响应变化特征,同时结合该区的降雨及地震活动性资料,分析该井的水位变化动态和井孔水位的记震能力变化得到以下主要结论:永春桃东井水位的同震响应特征主要表现为震荡型、震荡-上升型和阶升型,且以震荡型为主;井水位同震变化幅度主要随震级增大而增大,随井震距增大而减小,三者之间呈现出良好的相关性;在2006—2007年该井水位呈现出高值现象,可能反映了该区域构造应力活动在该时段增强的迹象,具有一定的前兆性质;该井水位记震能力在2007年8月29日永春4.6级地震前后存在一个明显的变化,记震能力显著增强。震源机制解表明,该井在震时处于压应力范围区内,震后可能随着井区所在范围压应力的减弱,张应力的增强,井-含水层系统导水能力增强,从而使得含水层对地震波响应能力增强。

电脉冲解堵增注机理分析及应用

长庆油田超低渗透油藏由于渗透率低、非均质性强,在注水开发过程中,注不进、注不够水井较多,对油田长期稳产带来很大影响,采用常规增注措施存在措施有效期短的问题,为此,在超低渗透油藏应用了电脉冲解堵增注技术。这是通过在井下电子脉冲装置,产生低频脉冲波作用于油层,液体中高压放电处理地层的一种技术,特点是利用电子脉冲装置产生的强大冲击波,解除近井地带污染,达到解堵、增注的目的。通过现场应用10口井,取得了较好的增注效果。

磨溪气田水平井射孔枪卡钻解卡工艺技术

磨005-H10井和磨017-H3井为磨溪气田雷一1气藏和嘉陵江气藏的两口水平井,均采用127mm尾管射孔完成,油管传输射孔后即发生卡钻。由于射孔枪与套管间隙小,打捞工具选择困难,再加上水平井的特殊性,解卡工艺难度大,工程风险大。该两口井采用震击器震击解卡工艺和倒扣解卡工艺处理卡钻事故,获得成功,对水平井井下作业和水平井修井具有一定指导意义。

加油站埋地油罐人孔井油气爆炸事故模拟实验

根据加油站实际工况,模拟埋地油罐人孔井内发生汽油泄漏时,挥发的油气在人孔井内积聚并遇到点火源发生爆炸的事故。埋地油罐内布置压力传感器,实验人孔井内布置压力传感器,人孔井周围布置热流传感器,以获得事故对埋地油罐、人孔井口人员及设备的影响数据。实验结果表明:爆炸在人孔井内产生的压力冲击波和热辐射冲击,会对人孔井口的人员造成严重伤害,但对埋地油罐罐内不会造成影响。油气闪爆后,人孔井盖可能处于关闭或打开两种状态,使得人孔井内火焰熄灭或形成稳定燃烧,燃烧限制于人孔井,对埋地油罐和周围设施影响较小。

用于疏通油水井的脉冲放电技术

韩波，韩日文．用于疏通油水井的脉冲放电技术．测井技术，１９９８，２２（２）：１２３～１２６评价了各种不同的解堵技术，指出冲击波解堵是一种很有发展前途的技术。介绍了液中脉冲放电产生冲击波的基本原理，并由此研制出了一套井下脉冲放电油水井处理设备样机。通过现场试验，表明用冲击波疏通油井能较好地解除油井污染，提高采收率。

基于全井钻柱动力学的轴向减振器安放位置确定

钻柱减振器是减小钻柱轴向振动的专用工具,能够部分吸收钻进过程中所产生的轴向振动,从而起到保护钻头以及其他井下重要工具的作用。然而,对减振器效果的评价却是观点不一,技术人员对使用减振器的态度也是褒贬各有。现有的大部分方法都是将钻柱系统简化为质量—弹簧体系进行减振器作用效果分析,不但无法考虑超细长钻柱的双重非线性特征的影响,而且还无法考虑横向和扭转振动的耦合作用。特别是,目前关于定向井下部井段减振器的安放鲜见报道。文章基于定向井井眼轨迹和全井钻柱动力学特性的有限元模型,使用有限元节点迭代的方法对具体工况下的整体钻柱的动力学特性进行求解,通过对比下部稳斜段减振器前后的振动状态、有无减振器时的结果来分析减振器的作用效果。在此基础上,研究了减振器刚度和安放位置对减振效果的影响。结果表明,减振器能有效起到减振作用,减振效果随减振器刚度减小而增强,对于不同的钻柱结构,减振器的最佳安放位置不同。

聊古一井水位同震效应研究

整理了聊古一井水位2000-2012年所记录到的同震效应,并对3个不同阶段内的同震效应进行了特征分析。结果表明：聊古一井的同震效应为振荡型和振荡阶升型;该井对来自环太平洋地震带的地震记录能力较强;该井水震波记录随震级增大而增加、随井震距的增大而缩小的特征并不明显。该井对全球8级以上地震有很好的记录能力。激发自流以及变频稳流状态下,聊古一井水位记震能力有所下降。

利用双波干涉法对油井远井地带造缝及增渗的研究

评述了波动采油技术中各种方法的工作频段、作用机理和各自的优缺点。对于当前缺乏有效影响油井远井地带手段的问题 ,提出了一种新的解决方法。该方法利用 2个冲击波干涉时形成的剪切力在储油介质中制造裂缝 ,以提高介质的渗透能力 ,进而对远井地带的地层进行改造。同时提出了与双波干涉法相关的数学模型 ,用该模型计算了用双波干涉法制造裂缝的能力以及冲击波对混凝土固井层和射孔安全的影响 ,从而在理论上验证了这一新方法的合理性。对实施双波干涉所需要的设备进行了研究 。

磷酸钙法对哺乳动物非贴壁细胞的质粒共转染

对一种哺乳动物的非贴壁细胞Bal b/c近交系小鼠肥大细胞瘤细胞株P815进行了G418敏感浓度及甘油耐受性的测定;并通过磷酸钙法用含HBVS基因的质粒pRc/CMVS与含筛选标记基因neo的质粒pSV_2-neo进行了共转染。经G418筛选,获得了G418抗性细胞P851-S,在G418选择压力下,已连续筛选80余天,传代12次;斑点杂交和ELISA实验分别表明P815-S细胞内有HBVS基因的存在,培养上清中有HBsAg的表达。

海洋钻井用双向减震器的失效机理与应对措施研究

针对海洋油气井钻井现场对双向减震器研究的缺陷与不足,以及在使用过程中出现非正常失效等问题,根据双向减震器的结构原理以及现场使用情况对其进行失效机理的研究。在此基础上,制定出一系列操作性强的解决措施。结果表明:密封失效、螺纹损坏、心轴与外筒脱落、九头螺纹设计缺陷等问题是双向减震器失效的主要原因,控制人为损坏、预防密封失效、加强各岗位检查、改进九头螺纹结构等方法是解决双向减震器失效问题的重要措施。该研究结论可以有效降低减震器的失效风险,减少故障发生几率,有利于生产提速和钻井安全。

中拐探区韧性膨胀水泥固井技术的研究与应用

针对中拐凸起储层油水关系复杂、储层裂缝发育、裸眼段较长等固井难点,室内研究出韧性膨胀水泥D600G体系,该水泥浆体系具有较好的膨胀率、流动性和抗冲击能力。通过固井软件仿真优化施工参数,确保水泥浆体系的有效充填。现场应用该固井技术,固井质量达到优质。

电动导入式打捞器的设计与应用

在测井施工过程中,经常会发生套管内仪器落井事故,采取的主要措施是打捞作业。但是对于仪器硬性靠边、砂埋、电缆堆积等特殊情况,经常打捞失败,分析原因主要是打捞器不完善。为了解决这一问题,研究出一种电动导入式打捞器,该工具可实现井下自动旋转将落物导入捞槽或卡瓦,无需碰撞或震荡。同时,设计了三种导入器,可满足以上特殊情况落物的打捞。现场实施打捞作业37井次,成功率100%,应用证明在确保仪器安全的前提下,该装置可以提高打捞成功率,缩短作业时间,降低劳动强度。

断层边部构造展布特征研究

断层边部由于侧向遮挡多形成注采不完善区域,同时水下分流河道砂体与断层相交形成背斜控制下的断层-岩性油藏,断层边部的厚油层顶部属于低水淹层,多形成剩余油富集。应用构造解释技术,结合钻井、测井、试油、沉积相等资料,通过细致描绘葡北油田X井区油层组顶面构造特征,预测目的层的砂岩分布形态、厚度和展布范围,可为井位设计、投产提供地质依据。

冲击波解堵与应用

冲击波解堵是通过地面控制引燃井下冲击弹 ,在井下产生高能量的冲击波 ,形成高温、高压 时间平区 ,并以一定的增压速度加载于地层 ,平区持续时间长 ,在 1 5～ 2 5s范围 ,将地层及堵塞物压开 ,在近井地带可形成多条不受地应力控制的径向多裂缝体系 ,提高地层渗流能力、压力持续时间。在现场实施过程中加强选井选层工作 ,查阅井史 ,全面分析井的各项资料 ,合理确定施工方案。通过现场的实施 ,冲击波解堵具有明显的解堵和改善井底附近渗流能力的作用。尤其对固井井底污染造成油井产量下降井 。

福建井水位对汶川大震体应变的响应

井水位观测系统可作为一个天然体应变计,把体应变固体潮理论值作为系统的输入,把井水位观测值作为系统的输出,则井水位观测值的维尼迪柯夫调和分析结果即为系统的传递函数。取半日波的M2波的振幅比作为井水位观测系统的灵敏度,其倒数即为格值。在此基础上,可由井水位的分钟值计算出汶川Ms8.0地震激励出的水震波幅度。利用地震仪面波量测出瑞雷面波在径向和垂直向的位移最大幅度及其周期,根据位移散度公式就可计算出汶川地震所激励的地壳体应变波。计算结果表明,瑞雷面波激励出的体应变波比井水位得到的水震波约大1个数量级。

随钻振动和冲击参数监测在钻井过程中的应用

在钻井过程中,受振动和冲击的影响,井下钻具尤其是钻头和底部钻具组合极易损坏,因此可通过监测随钻振动和冲击参数实现对井底钻具状态的监测。通过在随钻测量仪器上增加三轴应力传感器和扭矩传感器,可以监测井底钻具的轴向冲击、径向振动和扭矩变化,并利用随钻测量仪器的脉冲信号将这些信息及时反馈到地面,以便调整钻进参数。文中介绍了随钻振动和冲击参数监测的原理和工作模式,总结了海外与西方公司合作的2口井的施工实践。现场实际应用表明,这项技术可用于判断井下复杂情况,并根据实时监测数据对钻进参数进行及时调整,有效地防止钻具疲劳破损及钻具落井事故的发生。