高温高压天然气开采用钛合金油管柱力学分析

我国油气开发环境较为恶劣,油井管在井下面临高温高压、硫化氢、二氧化碳、高浓度盐水/完井液、单质硫和强酸等腐蚀环境的作用。钛合金材料以其高强度低密度、低弹性模量、优异的韧性、疲劳性能和耐蚀性,成为油井管和海洋开发工具的热门材料,但其在高温高压气井开采过程中的受力状态和安全可靠性研究尚不足。为此,以我国西部某油田典型高温、高压、高产量气井开采工况为典型参考环境,设计了3种油管柱结构方案,使用有限元模拟方法,计算分析3种方案下的管柱力学情况。分析结果表明,使用钛合金油管可使气井生产中的油管柱载荷减小、安全系数增大,部分时刻管柱内无中和点;使井筒与套管之间轻度接触甚至不接触,可以有效改善生产过程中管柱的振动状态。研究结果为钛合金油管柱在气井中的使用提供了理论依据。

莺歌海盆地中央底辟带高温高压天然气富集条件、分布规律和成藏模式

莺歌海盆地东方13大气田的发现,揭示了盆地高温高压带具备优越的天然气成藏条件。在解剖东方区天然气成藏条件的基础上,系统分析了莺歌海盆地中央底辟带高温高压天然气富集条件、分布规律和成藏模式。莺歌海盆地中央底辟带天然气富集条件优越,底辟翼部大型储集体和优质储层是中央底辟带高温高压天然气富集高产的关键因素,底辟波及区有利于形成优质气藏。中央底辟带高温高压天然气成藏模式有3种,即底辟核部区及其周缘半封闭超压系统的"混相改造型"成藏模式、底辟波及带远端的"气相渗滤型"成藏模式和非底辟带封闭型超压系统的"水相脱溶型"成藏模式。底辟周缘中新统黄流组和梅山组上部是近期天然气勘探的主要方向,东方区和乐东区底辟构造翼部大型海底扇储集体是下一步勘探的优选目标。

天然气井试油完井过程中快速泄压对井下工具密封性的影响

压控式井下工具空气室的密封元件不仅受到天然气、二氧化碳、酸碱井液等介质的侵蚀,还要承受井下温度和压力变化带来的影响。在川渝地区天然气井的试油完井中,压控式井下工具多次出现因“气体快速减压(RGD)”效应影响而造成密封元件的密封性能降低,高压天然气渗入空气室形成了圈闭压力,致使工具不能正常工作的情况。为了降低RGD效应对试油完井井下工具密封性的影响,以可控封堵阀为例,开展了在井下工况条件下空气室渗入高压天然气的模拟实验,验证特定的井况条件下会产生RGD效应,使橡胶密封元件的密封性能降低;同时通过模拟实验对比,优选了能耐RGD效应的“O”型密封圈,该密封圈在现场应用了4口井,均未出现空气室渗入天然气的现象。天然气的快速泄压对井下工具密封性的影响可以通过控制压降速率、减少开井关井次数和使用耐RGD效应的“O”型密封圈进行防治。为了提高井下工具密封的可靠性,提出了优化设计空气室的密封结构、减小空气室“O”型密封圈承受的密封压差的建议。该防治天然气快速泄压影响井下工具密封性的技术,为试油完井井下工具的设计和密封件的选择提供了借鉴。