基于煤系气双管柱分压合采技术的适用性分析

致力于开发煤系气的合采技术是国内现有非常规能源发展的重点。通过对煤系气的地质特征及合采煤系气的产出机理进行分析,采用正确的生产工艺及合理的井下管柱是实现煤系气合采作业的前提条件。通过对双管柱合采技术进行分析,针对上部为煤层,下部为高压产气层的煤系气合采环境,设计出了较为适用的煤系气合采工艺。构造出双管柱合采煤系气结构,并建立了管柱尺寸的选取模型,再通过分析计算管柱是否满足连续生产作业来判定所涉及的双管柱合采技术对于煤系气合采作业的可适用性。分析得出:双管柱合采技术可用于煤系气的合采作业,并依据地质条件,给出了不同尺寸井口条件下煤层最大产水与高压产层最大产气量的关系,对今后更深入的煤系气合采技术研究提供了一定的参考。

超稠油水平井双管柱开采技术

为了解决水平井在超稠油蒸汽吞吐时溢流以及脱抽等问题,通过对目前的注汽管柱、采油管柱、采油泵以及井口进行优化及改进,成功研发了水平井双管柱开采技术,实现了在不动管柱的情况下,可以对蒸汽吞吐井注蒸汽闷井后直接进行采油的目的。该技术既能满足日常的采油要求,又能够保证注蒸汽及采油的安全性,对于现场的推广和应用有重要意义。

双管柱筛管完井技术在沁水煤层气区块水平井开发中的应用

煤岩储层完井液伤害与水平井眼易坍塌是限制沁水地区煤层气水平井产量的主要因素,针对煤储层伤害与坍塌导致煤层气水平井低产、减产问题,利用双管柱筛管完井增产一体化技术,解决了煤层气水平井完井液对煤层伤害以及煤层裸眼井壁失稳问题。实现完井洗井作业一趟钻,提高煤层气单井产量,延长煤层气井稳产周期。煤层气水平井双管柱完井结构由外层筛管系统和内层冲管系统组成,外层筛系统可以实现长期支撑井壁,防止井筒坍塌,内部冲管系统可建立完井液循环通道,实现水力喷射、消除污染、冲砂洗井功能,降低筛管下入遇阻风险,提高筛管一次性下入成功率。该工艺发展为沁水煤层气区块水平井开发主要完井方式,已开发外径ϕ73 mm、ϕ89 mm与ϕ110 mm等系列的筛管及配套工具,该技术现已推广应用331口煤层气水平井,相比2014年之前的裸眼水平井,筛管完井水平井稳产周期提高5倍以上,15#煤层水平井单井日产气量超过1000 m^3,从根本上解决了15#煤层气开发的技术难题,形成了适合沁水煤层气区块水平井高效开发新模式。

新疆阜康矿区煤层气双管柱筛管完井机理与适用性研究

新疆阜康矿区煤储层具有煤层倾角大、厚度大、煤层多、构造复杂等特征,矿区煤层气规模开发进展缓慢,亟需寻找合适的煤层气地质工程一体化开发技术,为新疆煤层气开发提供有力支撑。双管柱筛管完井技术集完井增产一体化,已在沁水盆地推广应用超过400口煤层气水平井。双管柱筛管完井技术从水力冲击作用、清除煤粉、钻井液化学破胶、应力增渗等4个方面对煤层气水平井进行增产改造,助力阜康矿区煤层气高效开发。基于双管柱筛管完井技术特点,从储层煤体结构优势、储层渗透率恢复优势、储层孔裂隙拓展优势、储层构造优势4个方面论述了该技术对于阜康矿区煤层气开发的适用性与应用机理,对新疆类似储层地质条件下的煤层气高效开发具有指导和借鉴意义。

双管柱水平井动态测井新工艺

双管柱水平井动态测井工艺主要由测试管柱与生产管柱、双管柱偏心井口、水力输送(或爬行器)和抽油机生产测试等4部分组成。针对国内大部分需要进行动态测试的水平井基本为高含水状况下的水平井这一实际情况,考虑到该类型的井内流体主要是水,属单项流测试环境,结合脉冲中子水流测井仪器能够进行管外水流测量的独特优点,利用双管柱水平井动态测井工艺就可以实现在抽油机不停产的状况下的流量动态测试。

双管柱封隔固井质量评价技术方法及应用

介绍一种创新的评价双层套管后B环空内固井质量的电缆测井技术,它采用深探测高级声学测量轴向和方位阵列声波成像以及多模态超声波成像的独特组合,这些测量生成相位和幅度属性,利用基于物理模型的深度机器学习,提供B环空的胶结指数、方位扇区成像以及声阻抗和挠曲波的方位成像等成果。该技术不需要拔出内层油管或套管,一趟测井同时评价A环空和B环空的固井质量和封隔性。在老井弃置作业中,该种技术方法彻底改变了传统作业方式,有助于减少弃置作业钻机天数、降低成本和减少总体足迹,提高油气井弃置作业效率和成功率。在挪威北海海上多井次验证作业证明了这种技术的可靠性。

钢丝传输定向射孔技术在双管柱无油管完井中的应用

Dusek 3井采用双管柱无油管完井时井底高压使常规定向射孔中的机械和电动定向工具无法使用。本文介绍了钢丝传输定向射孔技术在Dusek 3井的实施过程。钢丝下入射孔管柱 ,射孔管柱底部的定位销与完井管柱内的定向短节相配合对射孔管柱进行定向。可通过伽玛测井测量射孔管柱上的三个方向不同的放射性标记 ,以此检验射孔枪是否定向准确。实践证明这项技术是成功的。

复杂煤体结构煤储层水平井复合管柱完井方法研究

针对煤体结构破坏变形程度差异性与物理特征非均质性强,水平井眼钻遇煤储层的煤体结构复杂,单井完井与增产技术方法单一等问题,为了实现水平井分段完井与适应性增产,提出了复杂煤体结构煤储层水平井复合管柱完井技术,设计了外层套管与筛管复合完井管柱、内层作业油管柱与配套分段完井工具,完善了双管柱受力和相关水力计算模型。在山西省阳泉地区15号煤层开展了复合管柱完井现场试验:将长度为659.5 m的复合管柱下入水平井中至1591 m井深,煤层水平井眼被封隔为4段,采用双管柱结构完成了水力循环解除管柱遇阻、洗井、胀封管外封隔器及煤层分段完井等作业环节的现场测试。基于该试验水平井的工程数据,采用有限差分法计算了双管柱受力,并进行了相关水力计算,结果表明:内层管柱增加了完井管柱下入过程中的侧向力,井下管柱与井壁之间的摩擦阻力增加了5642.75 N。喷头压降与内层管柱水力循环压耗是影响井下双管柱水力循环压耗的主要因素,双管柱下入过程中水力循环排量控制在16~20 L/s,以清除井眼内固相颗粒及维持井壁稳定;洗井作业时排量提升至20~24 L/s,以消除井壁煤层的钻井液伤害。通过研究与现场试验,证明了煤层气水平井复合管柱完井技术具有先进性和可行性,为复杂煤体结构煤储层水平井多样化与适应性增产改造工程提供了可靠的作业基础。

海洋工程

为解决海域天然气水合物开采效率低、水合物大面积分解和二次生成等问题,“海域天然气水合物开采方案设计及气液分离特性分析”一文以我国南海海域某天然气水合物开采井为例,结合降压法和热激法设计一种海域天然气水合物整体开采方案,运用数值模拟方法研究螺旋式、轴流导叶式、管柱式分离装置在不同气液比下分离效率及分离特性,同时开展气液分离实验验证结果准确性。结果表明:海域天然气水合物开采采用双管柱结构方案,生产井采用泄流面积更大的水平井方案。螺旋式分离装置适用于10%的液相含量(体积分数),优选螺旋分离装置进行海域天然气水合物气液分离,螺旋式分离装置前两圈螺旋处压降较大,压降达到325 Pa。

FRP-钢-混凝土组合柱的研究现状

纤维增强聚合物(FRP)复合材料作为约束材料,已在组合柱中得到了大量研究与应用.其中组合形式主要包括FRP混凝土钢混合双管柱、FRP钢管混凝土柱以及FRP型钢混凝土柱.通过回顾和总结近几年国内外对于上述3种组合柱的研究成果,详细分析了组合柱的力学性能,并研究了各种组合柱的受力特点及组合柱中FRP、钢和混凝土3种材料之间的相互作用机理.结果表明:虽然针对FRP钢混凝土组合柱已进行了大量试验研究,但理论研究尚不成熟,今后的研究应基于理论分析与试验研究相结合,对FRP钢混凝土组合柱进行透彻研究,同时还需有效结合3种材料进行截面设计,从而提高组合柱的力学性能.

轴压FRP-混凝土-钢混合双管短柱数值模拟研究

为探讨FRP-混凝土-钢混合双管短柱的受压性能和约束机理,采用非线性有限元分析程序ANSYS,选取不同单元类型模拟不同制作方式的FRP管。假定混凝土达到抗压强度后强度不变,对轴压下FRP-混凝土-钢混合双管短柱受力过程进行了数值模拟。分析表明,数值计算结果与试验结果吻合良好,数值分析得出FRP-混凝土-钢混合双管短柱有三种破坏类型,并给出破坏指数计算式,FRP管和钢管对混凝土的约束作用受FRP管是否承受轴向应力影响,通过定义双管约束特征值,得到与其受约束混凝土极限强度和极限压应变的关系。

两种排水采气新方法研究

目前川渝地区大量有水气藏气钻井深度大,常用的"避射水层"排水采气方式无法满足生产需求。首次提出采用双管柱法排水采气。根据四川M气田储层特征,运用数值模拟方法,对比分析了气水同采、双管柱法与常规的避射水层法效果,发现射开气水层能延长稳产期,并拥有较高的采收率,双管柱法能获得最高的采收率。

新型活动式双管热采井口装置

针对新疆克拉玛依油田浅层稠油粘度高的特点，研制成新型活动式双管热采井口装置。它有4个创新点：（1）开采通道增大，有利于采取增油措施和稠油、超稠油的采出，完全满足稠油直井、水平井、斜直井等的注汽、自喷、伴热、测试等生产工艺技术要求；（2）副管油管挂设计为活动式，不动井口，只安装244.47mm(9%英寸）双管冲砂洗井自封封井器，即可边活动管柱，边冲砂、洗井；（3）两油管挂的连接方式不同，用1个大钢圈密封双管主体和大四通，再用1个大钢圈密封主、副管和油套环空，减少了漏失点，密封更可靠；（4）副管活动式油管挂上部加装滑套，可防止在注蒸汽高温、高压下，油管及油管挂上窜，确保正常生产。

萨南开发区低注井分类治理及效果

本文针对萨南开发区特高含水期注水井吸水能力差井数比例高、成因复杂、治理难度大的实际,明确了低注井的界定标准,搞清了低注井分布特点,深入剖析了低注成因。开展室内研究,在深化不同措施增注机理认识的基础上,针对不同类型的低注井优化措施工艺及施工参数,开展分类治理,总结各类措施的治理效果,完善增注措施技术体系。

盐穴储气库造腔技术现状与发展趋势

针对盐穴储气库,中国采用以正循环为主的单井对流法造腔,造腔速度慢,建造20×10~4 m^3腔体需要4~5年,且单一的造腔方式很难适应国内地下储气库快速发展的需求,因此需要寻求多种适应中国层状盐层建库的造腔方式,提高造腔速度。基于数值计算及现场应用,阐述分析了各种造腔方式的过程和优缺点,以及反循环造腔、大井眼造腔、双井造腔、双管柱造腔的提速原因。研究表明:反循环造腔、大井眼造腔、双井造腔、双管柱造腔是盐穴储气库造腔技术发展的主要趋势,可有效提高造腔速度。大井眼、双井以及双管柱造腔存在不足及难点,许多关键技术需要进一步攻关。大井眼固井难度大,双井造腔腔体控制及检测难,双管柱造腔过程中生产套管易受卤水腐蚀。反循环造腔技术已在金坛地区成功应用,造腔控制及检测技术较成熟,盐穴造腔速度能够提高20%以上,可有效推进中国储气库建设进程。

水泥封隔工艺的新用途:简单而经济地开采老井新油气层

在油气藏的开发初期,重点开采主要层段,而且对油气藏的认识还在逐步完善(尤其对复杂地层),因此会有一些油气层未得到开发。在油气藏的开发中后期,新油层的识别工作得到了加强,其分布和生产潜力逐步得到了确认。但是,在原来井身结构的情况下,一直未找到一种简单而经济的老井新油层开采方法,因此导致一些油气井停产多年。在水泥封隔开采工艺成功试用后,在70多口油气井进行了应用,其工艺成功率几乎是100%,大部分油气井都恢复了商业开采。本文对3种施工类型的3口油气井的施工过程、产出效果及其他相关资料作了讨论。