海上钻完井井口载荷选取准则

海上钻完井结构导管强度及井口稳定性直接关系到钻完井施工及油气生产作业的安全,井口载荷是结构导管强度校核和井口稳定性分析的关键影响因素,针对目前海上钻完井设计及施工中对井口载荷计算缺乏有效的理论依据和选取准则,计算结果偏于保守的状况,根据浅水区水上和深水区水下井口布置和井身结构设计情况,建立了海上钻完井井口载荷选取准则。该井口载荷选取准则已在多个海上油气田得到了成功应用,提高了海上钻完井作业效率和安全性。

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。

深水钻井表层套管固井井口稳定性及防下沉实践

深水表层土壤松软,导管通常采取喷射的方式下入,井口径向稳定性能薄弱,尤其在深水新区块探井海底地质情况不明确、浅层土质强度参数不准确的情况下,水下井口径向稳定性问题尤为重要。为提高水下井口径向载荷的稳定性,针对现场作业中表层套管在固井前循环及注水泥固井期间出现的井口下沉现象,进行导管在表层套管固井期间的径向受力情况分析,结合现场作业实践,提出了防止井口下沉的方法,并且在作业实践中得到了成功应用,提高了水下井口径向载荷的稳定性,有效促进了深水表层作业的顺利、安全进行,保证了深水钻井的安全性。

水平井起下油管受力分析和实际计算

水平井中起下油管时油管的受力情况比直井复杂的多,正确分析油管的受力情况,对保护油、套管和正常的井下作业很有帮助。

水泥浆候凝期间套管柱力学分析及应用

为了分析套管柱的受力,建立水泥浆候凝期间相变热传导的数学模型及套管柱的力学模型,利用已知力和位移混合边界来模拟候凝期间水泥浆与套管的作用状态,推导出水泥浆候凝期间对套管柱作用力的计算公式。构造间隙元来模拟套管与井壁随机接触状态,建立水泥浆候凝期间套管柱力学分析方法。采用该方法对大庆油田徐深44井候凝期间的套管井口载荷进行计算。利用TS3828型动态电子应变仪对该井进行现场测试,其理论计算值与实测值符合率为98%。因此,采用该方法能准确计算水泥浆凝固期间套管头的附加载荷,设计出合理的封固段长度,指导固井施工。

海洋钻井套管安全下放速度计算模型研究

由于海上探井泥线以上的井筒结构为长细杆结构,下套管时过大的冲击载荷常常会造成井口损坏或井筒失稳,确定套管极限下放速度是安全作业控制的关键。本文从探井井身结构的特征入手,开展了井口与井筒管柱的整体受力分析。基于压杆稳定性理论,建立了探井作业条件下井口和井筒承载力计算模型。利用能量守恒定理,建立了坐挂套管条件下冲击载荷的计算模型。以隔水导管承载力、井口结构强度、井筒失稳和薄弱地层破裂压力为约束条件,建立了套管最大下放速度计算模型。以渤海海上典型探井为例,结合地层土质参数与钻井作业工况,利用该模型分析了套管下放速度对井口载荷及井筒稳定性的影响。经海上探井的现场应用与实践证明,所建立的理论模型对海上钻井设计和现场施工具有很好的指导意义。

大位移井漂浮下套管漂浮段管内介质密度优选

考虑套管单位长度重量对套管下入过程的影响,对漂浮段管内介质密度所需最小值进行计算,预测不同介质密度时漂浮下套管过程中的井口载荷,分析不同介质密度对井口载荷的影响,结果表明,只有漂浮段套管管内介质密度大于所需的最小密度值时,漂浮下套管技术才能保证大位移井套管的成功下入,且经过计算确定了管内介质密度取值,即当管内介质所需最低密度小于0时管内介质为空气,大于0时介质密度选取1.0g/cm3。

东海锤入法下入30 in隔水管实践应用

由于东海某油气田开发需要,从2015年9月到2016年6月先后进行了7口深井、超深井、大位移井钻完井作业,首次应用了锤入法下入30 in隔水管工艺。该气田现场施工前进行了扎实的理论研究,分析了地层承载力大小,确定了隔水管井口载荷及入泥深度,选定了打桩锤等关键设备,在继承并改进前期成熟打桩工艺与理论的基础上,首次成功实践了锤入法下入30 in隔水导管。该项作业的成功,验证了锤入法下入30 in隔水管的可行性,并取得了良好的经济与应用效果,为该项技术推广应用打下了坚实的基础。

北部湾盆地大尺寸隔水导管开窗再利用技术

北部湾地区部分隔水导管桩管鞋发生变形,报废井槽在常规钻井工艺下无法利用。从隔水导管、桩土承载力、窗口强度等方面论证了隔水导管开窗可行性,分析隔水导管不同开窗点深度对桩土承载力的影响,建立隔水导管开窗口有限元分析力学模型,计算开窗后隔水导管轴向抗压、抗弯强度,分析了隔水导管不同开窗点深度、桩管偏斜对井口临界载荷的影响规律。结果表明,隔水导管开窗口处允许的轴向力随弯矩的增大呈线性关系降低,开窗处强度是决定井口允许载荷的主要因素;开窗点越靠近泥线,井口允许载荷越小;桩管下部偏斜将增加开窗口处的弯矩,降低井口允许载荷;当开窗点深度超过泥线20 m后,开窗点深度、桩管偏斜对井口允许载荷影响较小。在南海西部首次实现大尺寸隔水导管开窗侧钻工艺,有效利用报废井槽,对后续报废槽口再利用具有借鉴意义。

文昌13-6油田钻井隔水导管最小入泥深度研究

海上钻井隔水导管连接钻井平台与海底浅层土体,主要功能是隔离海水、形成钻井液循环通道,同时作为海上钻井井口的持力结构。通过对钻井隔水导管极限承载力和受力分析研究,建立了钻井隔水导管最小入泥深度设计模型,该设计模型指导了南海文昌13-6油田钻井隔水导管入泥深度设计和现场施工作业。

海上油气田开发钻井设计方法及应用

中国南海西部文昌海域的油气田最早于2000年开发至今已近17年。截止目前文昌海域已完成近十个油气田的投产开发,文昌海域油气资源储量及挖潜潜力巨大。随着近些年勘探发现,陆续部署和开展多个边际油田的综合调整研究,整个区块的地层压力和地质构造认识较为清楚,地层可钻性较好,开发及钻完井液配套技术成熟。本文以南海西部文昌海域某油田开发为例,着重阐述海上成熟油气田开发的钻井设计方法及应用,对后续调整挖潜具有重要指导意义。