塔河油田深井径向多分支水力钻孔技术探讨

塔河油田碳酸盐岩缝洞型油藏井周存在大量缝洞,针对目前常规酸压沟通方向单一,多底井工艺复杂且分支少,无法全方位高效动用井周剩余储集体的问题,设计采用径向水射流多分支技术,该技术以高效破岩喷头和高压软管为核心,以转向器为辅助,连续油管为配套,本文对比分析了塔河灰岩和东部碎屑岩的区别,提出了高效破岩喷头、增加系统内径、采用酸为工作液等工作方向,实验和软件模拟初步得出,硬质灰岩具有破岩可行性,破岩速度可达到5m/h,下步继续优化系统,通过入井实验进行验证。

煤层气井径向水力钻孔技术应用及效果分析

为了提升煤层气井产量、提高煤储层渗透性,采用径向水力钻孔技术对煤储层进行改造,并详细阐述了径向水力钻孔技术原理及应用效果。在XQK-1、XQK-2井采用径向水力钻孔技术后,单井产气量由144、105 m^(3)/d分别增加至450、260 m^(3)/d,产量增加幅度分别为212.5%、147.6%。

水力径向钻孔压裂技术在探井中的应用

针对低渗、低压、低产、岩性复杂等储层,压裂工艺需要不断探索新的应对技术,为此,LH油田部分探井试油过程中,通过径向钻孔深入储层10—20m的径向距离,有效穿过钻井污染带,改善渗流通道,并与针对性的压裂工艺配合,探索出一种有效的储层改造方式,通过初步应用,达到了致密储层增产的目的。基于此,本文结合LH油田生产实际,就水力径向钻孔压裂技术在相关探井中的实际应用进行了详细阐述。

应力旋转条件下水力压裂裂纹扩展规律研究

为探究地应力旋转对水力压裂钻孔裂纹扩展的影响,理论分析了不同应力轨迹下起裂角度的变化规律,采用相似模拟实验对不同应力角度下的起裂应力进行了分析,并运用数值模拟方法探究了应力旋转条件下的裂纹扩展规律。结果表明:随着应力轨迹的旋转,起裂角逐渐向煤层的走向方位偏转。水力钻孔与水平主应力的角度越大时,起裂压力会明显增加,同时裂纹扩展呈现“平台”特征,不利于水力裂纹的快速扩展。当应力无旋转时,水力裂纹沿最小主应力方向扩展。应力发生旋转,当应力差较小时,裂纹在尖端会发生破裂;当应力差较大时,初始水力裂纹的扩展被抑制,新衍生的水力裂纹会沿最小主应力方向扩展。

郑州矿区“三软”煤层过水力增透钻孔区域煤巷掘进顶板、瓦斯管理技术研究

在“三软”不稳定大倾角煤层巷道施工过程中,由于煤层倾角大、煤体为“三软”不稳定煤层,顶板及其破碎,掘进期间采用针对性措施及时闭帮、护顶,防止顶板冒落引起冒顶,研究结果表明,采用封闭煤墙和煤体预注浆技术能够有效解决“三软”大倾角煤层掘进期间顶板管理难题,确保掘进期间安全施工。本文开展“三软”煤层过水力增透钻孔区域煤巷掘进顶板、瓦斯管理技术研究。

一种钻孔水力采煤系统的研究

钻孔水力采煤是指从地表钻孔至煤层借助送至孔底的水射流切割破碎煤层,使之变成具有流动性的煤水混合物。通过水力或气举提升的方法提升到地表并在地表进行煤、水分离的一种采煤方法。文中提出了一种钻孔水力采煤系统的原理、构成及其施工工艺。通过理论分析和试验研究,对该钻孔水力采煤系统的射流泵水力提升、气举提升和水射流破碎的三个关键技术,进行讨论和分析,得出一些有用的结论:(1)为提高采矿效率和单井采煤量并降低能耗,必须将钻孔水力采煤系统的三个关键技术有机地结合起来进行设计。射流泵的设计应该满足煤颗粒最低悬浮速度、无量纲参数的最优化以及防止汽蚀的要求;(2)在射流泵喷嘴形式的选择中,可以根据吸入颗粒的大小来选择中心喷嘴或环形喷嘴射流泵;(3)气举的提升和背压作用可以提高射流泵的提升能力并降低能耗。气举提升单独作为一种开采扬矿工艺具有很大的局限性,但其与射流泵结合后就能很大程度地提高射流泵的提升能力;(4)气举提升与水射流破碎相结合能充分提高水射流的破碎半径和破煤能力。影响水射流效果的主要因素是射流的淹没状态、射流压力和流量,钻孔水力采煤破碎水枪的理想射流是非淹没自由射流,通过气举作用可以在开采峒室内创建非淹没自由射流。

钻孔水力开采提升设备实验分析

以石英砂模拟井下工况,对钻孔水力开采提升设备气举装置中影响扬砂特性因素进行了实验研究。实验结果表明:气举装置的吸口与矿床间存在最优间距;在供气量相同的条件下,浸入率越大,扬砂量越大;不同气流喷嘴安装角度影响气举的扬砂特性,本实验中喷嘴轴心线方向与提升管内壁切线方向间的夹角为10°时,提升效果最佳;气流喷嘴安装数目影响到气举装置的扬砂量,存在最佳喷嘴安装数;搅拌喷嘴是否安装有时是决定能否完成提升的关键因素。

地下矿产钻孔水力开采技术及其应用

介绍了用于地下矿产钻孔水力开采的脉冲射流-气举系统的工作原理,分析了自激振荡脉冲射流破碎器的性能和气举提升效率的影响因素,表明脉冲射流破碎器具有很强的水下破碎和疏松能力,能促进矿粒向气举吸头快速移动。钻孔水力采矿的实际应用表明该系统简单、安全、高效、具有较高的综合技术经济性能。

钻孔水力采矿中气举模型的建立

为得到在钻孔水力开采关键设备中气举(气力提升装置)设计所需要的压降参数,建立了气举提升管内的气-液-固三相流压降数学模型。该模型基于压力能量消耗最小原理,得出了在环状流态时具有相对稳定的流动状态。针对在此流动状态下,通过对修正后的气-液和气-固两相流压降数学模型的叠加,得到了适合于对小颗粒、均匀粒径矿砂开采时,工作状态下的气举内气-液-固三相流压降数学模型。模型求解与实验结果表明,该模型计算结果与实验数据比较吻合。

钻孔水力开采用气力提升装置的实验研究

为阐明进气方式对气力提升特性的作用规律,以普通河沙模拟井下矿层,利用小型输沙系统实验研究在恒定浸入率和供沙量下气孔数量与进气角度对扬水量、扬沙量及总效率的影响。结果表明:任一进气方式下扬水量、扬沙量及总效率并不随气量值增加呈现单调特性,前两者峰值所处位置大致接近,且较总效率峰值对应点右移。气孔数量和进气角度对扬水量及扬沙量影响较小,对总效率影响程度稍大。就整体而言,对应气孔数量和进气角度分别为4和90°时其扬沙量与总效率较其它进气方式上扬。另外,实验测得最高扬沙效率所对气相佛汝德数大致相同,约为2.5,且最佳扬沙效率所对应的气相佛汝德数随管径递增。

钻孔水力开采用气力提升系统性能研究

采用与实际作业相近的槽内供砂方式并引入水射流喷嘴研究了钻孔水力开采用气力提升系统的性能变化规律。结果表明:水射流喷嘴达到一定数量(N)即可消除槽底压持效应,起到提高颗粒质量流量与提升效率的目的;水射流喷嘴分布的非均匀性过高与过低均不利于增强气力提升性能;水射流喷嘴在气举头埋入砂层后(即气举头底部至砂床表层距离H<0)可显著增加颗粒质量流量与提升效率。

加强钻孔水力开采技术研究,拓宽探矿工程创新发展空间

钻孔水力采矿是钻探工程在采矿工程中的一种直用,是一个重要发展方向,具有拓宽创新意义。本文介绍了钻孔水力采矿的工作原理和工艺过程;讨论了石油喷射钻井射流和钻头的水力参数;探讨了钻孔水力采矿时破碎矿石的孔内射流碎岩器具及其结构参数;提出了有关改进这种技术的方法和手段的几点建议。钻孔水力采矿由于工程效益好、安全系数高和生态环境保护好等优点在国外一直在研究和使用。建议我国加强这方面的研究,以拓宽探矿工程的创新发展和服务空间。

水力喷射钻孔定向压裂技术试验研究

水力喷射钻孔定向压裂技术是在水力喷射钻孔基础上实施压裂工艺。充分发挥水力喷射钻孔定向深穿透沟通裂缝能力强,压裂控制储层范围广的特点,使这种联合工艺衍变成一种新的完井方式。介绍了水力喷射钻孔定向压裂技术的工艺原理,并针对辽河坳陷东部凹陷于楼地区某试验井辉绿岩储层特性进行了水力喷射钻孔定向压裂设计,完成了现场试验,并获得成功,获得日产油60.48 t、日产气6 418 m3的高产工业油流,增油幅度显著。通过压裂实时监测分析裂缝形态,表明水力喷射钻孔定向压裂技术可以有效、充分地改善储层渗流场,实现试油求产、单井增产的措施改造目的。

钻孔水力采矿研究方法的探讨

综合分析工艺流程、喷射机理、水枪设计、升举效率和安全稳定性等 ,将钻孔水力采矿的众多技术问题归纳为 5个方面的要点内容 ,为开展钻孔水力采矿的技术研究和技术开发工作提出基本思路。

碳硅泥岩型铀矿床钻孔水力开采相似律及相似材料研究

碳硅泥岩型铀矿床采用常规方法不易开采。依据钻孔水力开采工艺特点,结合二连盆地某碳硅泥岩型铀矿床的工程地质条件,在模型试验相似理论基础上进行了碳硅泥岩型铀矿床钻孔水力开采模型相似研究。基于所推导的模型试验相似准则,通过理论分析及试验,实现了模型试验的几何条件、边界条件、高压水射流荷载及材料相似。研究结果可为碳硅泥岩型铀矿床水力开采提供依据和试验基础。

钻孔水力采矿射流喷嘴初步试验研究

围绕钻孔水力采矿的关键元素喷嘴,在进行小直径喷嘴试验的基础上,分析研究试验数据,提出喷嘴的设计思路,完成喷嘴的基本选型。针对不同岩层的特性,提出不同的水力采矿方案。研究处在钻孔底高压淹没条件下,水射流的碎岩机理和碎岩能力。

钻孔水力采矿水采装置的设计研究

钻孔水力采矿其独特的优势在某些矿产开采方面将有着广泛的应用前景。论文结合“钻孔水力采矿”研究项目 ,对水采装置进行了研究设计 ,介绍了具有伸缩式水枪结构的喷射反循环式水采装置的工作原理 ,并对矿浆上举系统的压力计算模型进行了理论上的分析探讨 。

水力采矿钻孔轨迹的预测方法

通过实例 ,介绍了水力采矿钻孔轨迹的预测方法 ,将预测钻孔轨迹和实测钻孔轨迹进行对比 。