考虑井周堵塞效应的定水头非完整回灌井流模型

针对传统定水头井流模型无法反映井周含水层堵塞对含水层渗流响应影响的问题,在假设井周含水层渗透系数在堵塞作用下随时间呈指数形式衰减的基础上,建立了考虑堵塞效应的定水头非完整回灌井流模型。通过对模型进行变量代换、Lapλace变换和有限余弦Fourier变换及其逆变换,推导了定解问题在Lapλace空间的解,并采用Stehfest数值逆变换方法得到了实时空间内的半解析解。参数分析结果表明,较小的渐近渗透系数Kr,∞会减小回灌过程中回灌流量和水头抬升,并降低含水层的拟稳态渗流响应,而较大的渗透系数衰减指数λ仅降低了渗透系数衰减过程中水头抬升和回灌流量,并不影响含水层达到拟稳态时的渗流状态;因Kr,∞和λ不同引起的水头差沿径向距离先增大后减小,在井周堵塞区与主含水层交界面达到最大值;回灌堵塞使得水头抬升分布在井周堵塞区与主含水层交界面上存在明显的折点,并造成含水层水头在抬升过程中存在显著的下降阶段,上述特征可为回灌堵塞评估与预测提供参考。

深水中型修井系统设计与整体强度分析

中型修井系统进行修井作业能在作业类型和成本上取得平衡,是深水水下井口修井作业未来的发展趋势。基于轻型工程船舶,提出了一套针对水下井口的深水中型修井系统整体设计方案,详细介绍了底部总成、修井隔水管及提升框架等主要部件;建立了深水中型修井系统整体动力学分析模型,利用有限元方法分析了系统的强度响应。分析结果显示:深水中型修井系统可为深水修井提供流体流动通道,使得修井液、连续管等能在修井隔水管内的通道进行修井作业;随着轻型工作船舶偏移量的增大,在锥形应力短节处的等效应力和弯矩随之增大;整套修井系统的最大弯矩和最大等效应力出现在锥形应力短节的底部,后续设计应重点关注底部锥形应力短节的受力状况。研究成果可为我国深水修井装备和技术发展及其在深水油气田的安全应用提供参考。

万米超深井可释放马笼头的研制与应用

万米超深层油气勘探开发是今后油田公司寻找大油气田、开拓油气增储上产的重点战略方向,针对超深井电缆测井存在的高温高压、井况复杂以及电缆弱点设置难题,通过对马笼头机械结构、电控释放装置进行研究,并配套电路保温瓶,形成了260℃/210MPa的万米超深井可释放马笼头。为验证其性能,依次进行了马笼头上、下接头组件外壳体机械受力分析、释放电路耐温测试、电控释放装置地面释放试验、马笼头整体高温高压釜在线释放试验,并进行了多次现场应用。结果表明,该马笼头耐温耐压性能较好,电控释放装置稳定可靠,具备推广应用价值。

高温深井矿山独头掘进巷道通风降温机理研究

针对高温深井矿山独头掘进作业温度高、通风难等问题,以海南山金抱伦金矿为原型,基于气固两相流理论,采用三维流体仿真软件模拟深井井下高温环境,根据不同通风参数下主运巷及独头巷道的温度场、速度场分布特征,研究风温、风速及岩温等对气流分布、温度分布特征影响规律。结果表明:独头巷道有效通风临界距离为7 m,巷道交接处会产生“8”字型涡流,涡流交错处断面平均温度达到最低值,超过7 m,需要采取局部通风措施改善作业环境;采用制冷设备进行降温时,制冷装置距离掘进作业点距离小于30 m,入口通风温度为20~25℃时较为适宜;对于高热巷道围岩覆盖一定厚度的保温材料,减少岩壁向气流中散热,可以有效降低巷道空气温度。研究结论可为高温深井矿山通风系统设计、局部制冷降温设计提供理论支撑。

灌区管道输水灌溉工程节水改造技术的应用

文章主要探究了低压管道输水灌溉工程节水改造系统的设计与应用。从某灌区选取10000亩试验区,布置了由取水工程、渠首工程、管道工程、灌溉工程等组成的灌区管道输水灌溉系统。该系统利用地形的自然高差形成压力水头,将水源地的水输送到灌区各处。从实际应用情况看,文章设计的这套节水改造管道输水灌溉系统,在满足灌区农田灌溉需求的基础上,表现出节约用水、造价低廉、施工便捷、使用寿命长等多种优势,在低山丘陵地区的灌区具有推广应用价值。

井口套管磨损失效原因分析及预防措施

套管磨损,特别是井口套管磨损是油田普遍存在的问题。井口套管磨损失效与井口偏心、井口悬挂载荷、套管头结构、钻井工艺参数、套管材质等有关。对S油田井口套管磨损失效事故进行了研究,分析了井口悬挂载荷和套管头结构等对井口套管磨损的影响。通过对井口套管悬挂载荷的计算,得到了能有效减小井口套管总载荷的优化计算公式。采用该公式对S油田进行了固井施工案例计算,结果表明,按照该公式确定井口悬挂载荷有利于防止井口套管失效。采用Ansys有限元分析软件对套管受卡瓦夹持力的影响进行了研究,研究表明,在卡瓦牙板上、下端面位置套管内表面存在应力集中,提出了套管头卡瓦优化设计方案。

枯竭油气藏储气库钻井技术

钻注采井是建设枯竭油气藏储气库的重要环节。在建设大张坨储气库时 ,大港钻采工艺研究院对枯竭油气藏地下储气库注采井的钻井工程进行了详细研究 ,形成了该类储气库注采井的钻井技术 ,并对大张坨、板876、板中北高点地下储气库进行了钻井工程设计。从完井测试及注采生产情况来看 ,应用效果较好 ,基本能够满足储气库建设的要求。文章以大张坨储气库为例 ,从井口布置及井眼轨道优化、井身结构设计、套管柱设计、套管柱设计、固井设计、钻井液体系和储层保护设计、重点施工措施以及钻探效果等方面阐述了利用枯竭油气藏建地下储气库的钻井技术。

气井水合物实时监测预警系统研究

气井井口温度较低时井筒内易生成水合物,为了避免测试时冻堵井下油管事故的发生,设计了与现场数采设备相配合的实时监测预警系统。以井口附近地面管线监测点实时传输的压力、温度及流量数据为依据,应用井筒多相流理论计算气井沿程压力温度分布,与图解法所形成的天然气水合物p-t图相比较,进而判断是否达到水合物生成条件,并计算可能存在水合物的井段,由此进行报警并采取及时的预防措施。系统中包含了所涉及开井与关井井筒压力温度计算、天然气水合物生成预测、预警预防设置3部分。编制的软件经现场实践可达到实时监测的目的。最后,给出在集成化实时监控下预防气井水合物的对策。

改进型深筒式消力井消能效果及影响因素分析

为优化深筒式消力井装置的结构,使其在增加消能率的同时而不影响水流平顺流入下一级管道,并能降低水流对消力井井底的冲刷破坏作用,通过理论分析和模型试验研究,测量了消力井的相关水力参数,计算了不同结构体型消力井的水头损失系数和消能率,从消能率的角度探讨了多喷孔出水口的结构参数、溢流板高度与水头损失系数之间的关系,结合井底压强分布情况寻找较优的结构体型。结果表明:采用多喷孔出水口并增设溢流板的改进Ⅱ型消力井消能率比传统型的要高30%且井底压强分布均匀,在结构上具有明显优势。改进Ⅱ型消力井在小流量情况下过堰水流为自由出流,此时消力井水头损失系数会随流量的增加而降低,当流量增加至淹没出流后消力井水头损失系数随流量变化不明显。相对开孔面积为100%时,消力井主井水头损失系数随喷孔孔径的增加会有小幅度的减小;在距径比不大于2.5时水头损失系数随距径比的增大而减小,距径比大于2.5之后对水头损失系数影响不大;喷孔错列布置的水头损失系数明显比并列布置的大;溢流板高度对消力井水头损失系数的影响不明显,在淹没出流时堰板高度小的消力井水头损失系数略微有所降低。此研究可为深筒式消力井的结构设计提供参考,亦可为解决长距离管道输水过程中的消能问题提供科学依据。

胜坨油田二区沙二段3砂组高温高盐油藏低张力氮气泡沫驱单井试验

针对高温高盐油藏的特点,采用分子模拟和室内实验等手段,研制了低张力氮气泡沫体系。室内评价结果表明,当温度为80℃时,不同质量分数的氮气泡沫体系在吸附前后发泡体积均保持在200 mL左右,半衰期大于5 000s,表明其具有良好的起泡性能和泡沫稳定性能。为了验证该体系在高温高盐油藏中的起泡性能、泡沫稳定性能及对高渗透条带的封堵性能,优选合理的注入方式和气液比,于2011年8月30日在胜坨油田二区沙二段3砂组高温高盐油藏开展了为期1个月的低张力氮气泡沫驱单井试验,30 d累积注入泡沫剂溶液2 087 m3,3口受效油井平均综合含水率由试验前的98.5%降至试验结束后的97.8%,平均单井产液量保持稳定,产油量由6.3 t/d上升到9.2 t/d。油水井动态变化及吸水剖面变化结果表明:低张力氮气泡沫体系在高温高盐油藏条件下能够形成稳定的泡沫,且封堵高渗透条带性能好;气液混合注入渗流阻力大,封堵效果好;试验条件下最佳气液比为1∶1。

多含水层稳定流非干扰多孔混合井流理论及示踪测井方法

本文提出了一种多含水层稳定流非干扰混合多孔井流理论，研究了在不抽水（或不注水）条件下，通过测定多含水层中各层的垂向流速、流向、渗透流速等求解各含水层的渗透系数、静水头、降深与流量的关系等水文地质参数的一种方法．该方法完全是在天然流场下进行渗流场的测试。

恒定水头井入渗Green-Ampt模型的改进与验证

在假定恒定水头井入渗近似为以井内积水表面积为入渗面的一维入渗基础上,用湿润体内平均体积含水率增量代替Green-Ampt活塞模型中的饱和含水率与初始含水率差值。用入渗率和累积入渗量倒数的线性关系间接推求Green-Ampt模型中的参数,用湿润锋平均基质吸力和土壤饱和导水率。从而建立了适用于恒定水头井入渗的Green-Ampt模型。同时根据体积等效原理,定义了三维入渗中难以直接测定的概化湿润锋深度。经3种类型土壤的室内试验检验,表明该模型具有较好的精度,能精确地计算不同累积入渗量时的湿润体体积。

抽油机井口密封装置效率的研究

抽油机井口密封装置所消耗的密封功率虽然只占抽油机所消耗总功率的一少部分，但是随着密封装置结构型式、密封材料、润滑条件和填料压盖加载力的不同而有较大差别。为使井口密封装置降低功率消耗，提高效率，进而提高抽油机系统效率，本研究采用不同密封材料、不同润滑条件在实验室和试验井上对井口密封装置密封功率进行了测试，计算了效率，并对进一步合理使用井口密封装置提出了建议。

井口原因导致注水井压力恢复测试异常分析

通常在注水井测试过程中,由于泵压不稳、关井不严及其它人为或自然因素导致井口异常而产生异常压力恢复曲线。从人为、测试闸门、注水闸门和注水泵等方面分析,总结了不同井口原因导致水井压力恢复测试曲线的特殊异常形态,并对一些可以利用的资料提出了处理方法。

石油井口闸阀阀体三维参数化设计

通过分析石油井口闸阀结构特点与工作原理,以闸阀阀体作为案例研究了三维参数化模型构建过程,利用CAXA实体设计的自定义参数化零件功能,构造相关三维模型并定义相关变量,完成驱动单元参数化模型的构建。利用CAXA实体设计参数化库功能存放参数化零件,调用参数化库中的参数化零件进行参数赋值与驱动,实现了411in2000psi闸阀阀体参数化设计。

采灌条件下中低温热储温度场动态特征初探

中国四大直辖市之一的天津具有较高地温场背景,地热开采历史长、规模大,回灌式循环开采发展势头喜人。由连续开采多年的地热井井口稳定流温监测数据证实:各储层地热流体温度并没有因长期开采而出现明显变化;而由同一眼基岩回灌井、停灌前后不同时段进行的井温测试结果表明:以比热储温度低得多的原水进行回灌,虽然井管内同一井段不同时期井温有0.1～0.76℃/a的微弱降幅,但主要取水层段在一个停灌周期内的井温则呈逐月恢复势态,数据显示停灌期间回灌井区域基岩热储温度回升迅速,并在下一个回灌期来临之前即可逐渐回复至前年同期的热储原始温度水平。

元坝气田井口装置平板闸阀故障分析及对策研究

元坝气田为国内第二大高酸性气田,具有气藏埋藏深、硫化氢含量高以及地层压力高等特点,目前气田气井井口采用的是抗硫级别为HH级、压力级别为105MPa的采气树,但投产3年以来,井口装置平板闸阀仍出现一系列故障,给气田井控工作的正常开展带来了挑战。以井口装置平板闸阀为研究对象,统计可知气田井口装置平板闸阀常见故障主要包括外漏、开关不灵活、内漏以及开关不到位。结合闸阀设计机理、外部条件以及人为因素,分析得到造成平板闸阀故障的原因主要有密封组件失效、轴承以及销钉损毁、阀板材质疏松或杂质引起密封不严等。针对井口装置阀门故障以及故障原因,提出更换阀门、更换阀门密封件、更换轴承、注脂堵漏以及阀门活动解卡等处置措施;同时提出加强阀门维护保养、保证盘根等易损备件充足以及保持气井合理工作制度等合理建议。

井内喷空工况压井方法研究

钻井中井内钻井液喷空是一种严重的井控事故,由于常规井控方法无法使用,研究井内喷空时的非常规压井方法就十分必要。通过研究压回法、动态压井法、动力压井法与动量压井法等4种方法的原理和工艺过程,对每种压井方法的适用性及特点进行了总结和比较。根据以上比较和总结,得出了井内钻井液喷空工况下非常规压井方法的优选方法,并对现场空井实施非常规井控提出了切实可行的措施和建议。

采油井口非标准卡箍设计及有限元分析

对采油井口装置非标准卡箍进行理论计算和用ANSYS进行有限元分析,获得了卡箍危险部位应力以及整个卡箍的应力分布规律。通过理论计算结果和有限元分析结果的比较,说明卡箍有限元分析更为准确方便,为非标准卡箍的合理设计提供了理论依据和改进意见。

地热水井井口温度的计算

水是地热能利用的载体．根据二维半无限大垂直埋管表面的稳态放热模型及牛顿换热公式，推导出地热水井在不同深处的垂直管道外表到周围介质的外部放热系数．通过实例计算了林甸地区浅部岩石热导率值，并对该热导率值进行了验证．根据输液管道节点温度的舒霍夫计算公式，以１０ｍ为步长，用逐步迭代的方法。