Differences of Gas Lift Design between Deviated and Vertical Wells and the Analysis of Sensitivity Parameters

尽管气举越来越多地被应用到大斜度井、水平井的举升采油中,但倾斜井气举设计与直井气举设计存在什么差异,这些差异随倾斜角度的增大将怎样变化,以及哪些气举设计所需参数对这种差异比较敏感,即如何对倾斜井气举设计所需参数进行合理选择,以便对倾斜井气举设计进行优化的研究较少,这也一直是倾斜井合理气举设计的难点问题。鉴于此,笔者以某油田一口倾斜井为例,通过实测数据进行了倾斜井产能预测方法优选和多相管流压力计算方法优选,然后在该基础上采用等套压降气举设计方法对比分析了倾斜井气举设计与同等条件下直井气举设计的差异,并逐一分析了各种气举设计所需重要参数分别取不同值时气举设计注气深度和产量随井斜角度的变化规律,从而得到了倾斜井气举设计的敏感性参数,可为倾斜井气举设计的参数优化和调整提供参考依据,是倾斜井气举高效生产的有力保障。

近千米大直径穿强厚含水层降温管井钻孔设计

制冷降温是深部矿井热害防治的有效技术手段。以核桃峪矿井制冷降温系统建设工程为背景,针对降温管井钻孔深度大,穿过洛河组巨厚强含水层,长距离输送冷媒保冷等技术难题,在分析工程及水文地质条件基础上,确定管井钻孔两次开孔分段设计参数;通过调研管路保冷材料性能,提出复合钢管、静态空气、玻璃微珠增强水泥、钢基复合保温套管四种保冷方法条件下基岩段护壁管设计方案;综合考虑保冷效果、固井可靠性、施工难度等因素,优选工作管采用钢基复合保温套管;并根据套管受力计算,校验护壁管规格参数。工程实施效果表明,井上下降温管始末端温度损失约1℃,可以满足冷媒长距离输送冷量损失要求,对于类似工程具有借鉴价值。

深井钻杆接头耐磨防护技术研究综述与展望

在深井、特深井钻探过程中,井下钻具处于高温、高压、高腐蚀环境,钻杆与外部岩层以及套管发生激烈的碰撞和磨损,钻具耐磨防护是需重点关注的问题。目前在钻杆接头上敷焊耐磨带是深井钻具防护的主要方法,对减少钻具磨损、延长钻具寿命起着重要作用。本文综述了国内外耐磨带技术发展研究现状,阐述了耐磨带失效原因以及关键性能评价测试方法,分析目前耐磨带技术发展的关键为耐磨带防脱落、耐磨带修复技术和套管友好型耐磨带材料研究。最后对耐磨带技术在深井、特深井应用发展趋势进行展望。

克拉苏构造带超深盐下大斜度井钻井关键技术

克拉苏构造带深部地层地质条件复杂,前期多口钻探断层带油气藏井被迫提前完井。为了提高钻井成功率,提出了采用大斜度井避开部分断层,降低事故复杂的钻井技术思路。结合区域地质特征,分析了超深层盐下大斜度井面临的套管必封点不确定性、井眼轨道设计及轨迹控制难、盐底卡准层位难度大、盐层大斜度井段套管下入摩阻大等技术难点,基于克拉苏构造带膏盐岩蠕变实验结果,优化原七开直井井身结构为五开盐下大斜度井身结构,探索了“旋转导向+同心扩眼器”BHA组合在膏盐层定向钻井方法,试验了“常规卡层技术+GLASS前视技术”盐底卡层组合形式,分析制定了大斜度膏盐层套管安全下入关键技术措施,形成一套适合于克拉苏构造带的超深盐下大斜度井钻井关键技术。克深A、克深B等6口井现场应用表明,该技术可以解决克拉苏构造带超深盐下大斜度井钻井存在的技术难题,钻井成功率100%,满足勘探开发的需求。

渤海油田复杂井侧钻设计方法研究与实践

老井侧钻是渤海油田稳产增产的主要手段之一,针对复杂井侧钻前清理井筒成本存在不确定性,制定合理的侧钻决策树可有效控制成本。本文梳理了渤海油田侧钻井设计技术现状,针对回收套管、回收筛管以及打捞落鱼等复杂井侧钻设计存在的难题,基于“安全、经济、高效”的原则制定了侧钻决策树,如套管回收段长决策树、筛管回收与否决策树、落鱼打捞与否决策树。以渤海油田3口复杂井侧钻设计为例,应用该决策树实现了侧钻方案的科学性设计,相比于常规设计方法节约费用超1500万元。本文提出的复杂井侧钻设计决策树具有一定的推广价值。

套管内保径钻塞技术在海上套损井治理中的应用

随着海上油气田大规模开发调整,套损井数量剧增,受地质和工程影响,渤海湾内有多口井发生过套管剐蹭或碰撞事故。挤注水泥浆封堵套损井,钻塞过程极易造成套管开窗或井眼丢失,且施工难度大,成为制约套损井修复的技术难题。结合保径导向扩孔技术和套损井导向打通道技术的特点,提出了套管内保径钻塞技术,能有效解决上述难题。以X97井为例,通过理论计算,确定了钻塞工艺管柱的组合形式、钻头/磨鞋的规格、钻铤/扶正器长度、施工参数等,并在现场得以应用,避免了钻塞开窗或对套管破损段二次损伤的风险,解决了套损井段钻塞的难题,验证了套管内保径钻塞技术的可行性,也为其他套损井的钻塞施工提供了参考。

水平井和侧钻水平井筛管顶部注水泥完井技术

提出了水平井和侧钻水平井筛管顶部注水泥技术,改变了常规的水平井筛管完井工艺中筛管顶部套管(尾管)不注水泥、外部环空彼此窜通的状况,为射孔开发筛管顶部过渡段油层、可靠密封过渡段水层提供了条件;研究了筛管-管外封隔器-盲板-分级箍和管外封隔器-盲板-分级箍-悬挂器两套工艺,分别实现了水平井和侧钻水平井的筛管顶部注水泥固井,对20口井进行了现场试验,取得了较好的效果。

油套管螺纹连接抗粘扣技术的研究现状及展望

螺纹粘扣作为油套管中最常见的失效形式 ,一直是国内外冶金和石油系统的研究重点。对油套管粘扣现象作了简单的解释 ,通过对国际上近 2 0年来油套管螺纹连接抗粘扣技术研究情况的分析总结 ,归纳了各种关于管螺纹粘扣失效的机理研究、管螺纹参数优化及其检测研究、螺纹脂和螺纹镀层的研究、油套管特殊螺纹连接的研究、油套管上卸扣的操作规范的研究 ,介绍了其主要研究成果 ,指出存在的问题 。

套管柱与钻柱间侧向力的分析

目前大斜度井、水平钻井日益普遍 ,但是由于井眼弯曲等多种因素的作用 ,大斜度井、水平井的管柱在井眼弯曲段存在较严重的磨损 ,管柱的严重磨损是钻这类井必然存在的现象 ,因此进行套管磨损预防、预测与处理技术的研究是一个迫切需要解决的问题。套管在给定位置处单位长度所受的侧向力与井斜角和钻入深度等许多因素有关。文章通过受力与变形分析 ,导出了在增斜段侧向力的计算模型 ,通过对微分方程组的求解 ,最终导出了套管单位长度上侧向力的关系表达式。该参数的确定在套管柱设计 ,井下套管摩阻分析 。

偶极子声源在套管井中的应用研究

套管井第I界面胶结差时单极子声波测井通常测量不到地层波信息。在套管井边界条件下,推导出了不同胶结状况下的偶极子声源激发的井内声场,计算了它在井孔中的二维谱和时域波形。计算结果表明在稍高的激发频率下,在第I界面胶结不好时在接收波列中可清晰地观测到纵波和弯曲波振相,分别以地层纵波和横波的速度传播,这表明横向偏振的声源比纵向振动的声源有更好的穿透性;在较低的激发频率下,波形中占主导地位的是地层弯曲波和套管弯曲波;在第I、II界面均胶结良好时主要是地层弯曲波。

南海西江大位移井摩阻和扭矩数值分析研究

井下摩阻和扭矩 ,是影响大位移井设计与施工的 2个关键因素。对三维井眼中管柱单元进行受力分析 ,建立了通用的井下摩阻和扭矩计算模型和算法 ,并开发出大位移井摩阻和扭矩的数值计算软件。该软件在南海西江大位移井钻井和下套管作业案例分析中得到成功应用 ,对井下摩阻和扭矩进行了数值模拟计算及预测分析 ,获得较好的结果 ,并可在今后的大位移井工程中推广应用。

侧钻水平井完井技术研究与应用

针对侧钻水平井的特点,研制了适合5(1/2)in套管侧钻的悬挂筛管完井技术,以及适合7in套管侧钻的悬挂筛管顶部注水泥完井技术,并在胜利、冀东等油田60余口侧钻水平井上得到了成功应用,成为油田老区挖潜上产的重要手段。该技术的实施可有效保护油层,提高地层产能,并在降低完井成本和后期作业难度等方面起到了积极作用。针对胜利油田油藏地质特点,结合油田开发现状,对油田侧钻水平井的发展提出了合理化的建议。

普光气田大湾区块高含硫水平井完井管柱优化设计

为实现高含硫气藏"少井高产、安全高效"的开发目的,对四川盆地普光气田大湾区块碳酸盐岩储层采用了以水平井为主的开发模式。根据大湾区块气藏及流体特点,综合考虑国内外高含硫水平井完井工艺技术现状,选择一次管柱多级卡封,逐级投球打开各层滑套改造储层作为本区块水平井完井工艺,进而开展了管柱参数和结构设计,优化设计出高含硫水平井完井管柱:套管完井分段酸压管柱、裸眼完井分段酸压管柱、套管监测水平井分段完井管柱。该管柱通过8口井现场应用,首次实现了国内高含硫水平井分段储层改造,增产效果明显,为气田的安全高效开发提供了有力的技术支撑,也为类似气田的开发提供了借鉴。

多元磷酸酯酸洗缓蚀剂的合成与应用

文章评价了目前各类缓蚀剂在石油和天然气的钻采及输油气管道工程中所发挥的重要作用,简述了近年来绿色缓蚀剂的发展趋势,介绍了以多元醇和多聚磷酸为主要原料合成新型多元磷酸酯酸洗缓蚀剂的方法,及经过大量实验得出的合成新型多元磷酸酯缓蚀剂的最佳条件。针对输油气管道的作业环境,文章介绍了采用挂片实验对新型缓蚀剂在强酸性条件下的缓蚀效果进行评价的方法。文章还根据多元磷酸酯的缓蚀机理讨论了协同效应对其缓蚀效果的影响,并总结了多元磷酸酯酸洗缓蚀剂的优势,提出了改进其缓蚀效果的设想。

套管螺纹全参数化几何模型的建立

根据圆锥螺旋面形成理论，推导出了构成ＡＰＩ圆套管螺纹四段圆锥螺旋面的方程，建立了套管螺纹全参数化的几何模型，以此模型研制了接箍和套管内外螺纹旋合过程的计算机仿真系统，可用于研究套管螺纹设计参数的变化对接箍和套管内外螺纹旋合几何接触性能的影响。

淬火温度对石油套管用钢27MnCrV冲击韧性的影响

研究了890～780℃淬火对630℃回火的石油套管用钢27MnCrV(%:0.24～0.30C、0.50～0.70Cr、0.06～0.10V)横向冲击功的影响。结果表明,随淬火温度降低,该钢横向V-冲击功显著增加;在保证拉伸强度不降低的情况下,横向最小冲击功由890℃淬火+630℃回火的35 J提高到820℃+630℃回火的66 J。27MnCrV钢最佳热处理工艺为830℃±10℃水淬+630℃回火空冷,其屈服强度847～860 MPa,抗拉强度922～930 MPa,横向冲击功57～66 J,满足标准要求。

基于技术经济评价的水文水井管材选择

为给水文水井管材选择提供参考依据,根据技术经济学理论从技术经济评价角度选取普通钢管、石油套管、PVC-U井管三种水文水井成井管材,通过水井建设成本、维护和重建费用的分析建立技术经济评价模型,在一定评价期内考虑资金的时间价值,以净终值为最终经济评价指标评价了不同成井管材的技术经济性。结果表明,从长远考虑,PVC-U井管的技术经济性优于普通钢管、石油套管,是水文水井最佳选择的成井材料。

海上油田热采完井技术研究与应用

海上油田首次应用热采完井技术,受平台空间、机采方式和地面砂处理等限制,热采井不仅要安全环保,而且要满足多轮次吞吐生产和长效防砂要求。热采完井技术主要在防砂、完井管柱设计和材质选择等方面进行优化研究,研究成果已成功应用于海上14口热采井中,作业成功率达100%,充填率超过110%。截至2014年6月,首口井稳产超过1500d,平均有效期超过650d,均经历了第一轮次热采,其中4口井已完成二轮次热采,均未发生出砂和管柱损坏现象。达到了设计要求,为海上热采井高效开发奠定了基础。

特殊螺纹石油套管上扣特性分析

以某公司正在研制的177.8 mm偏梯形特殊螺纹石油套管为例,利用ANSYS有限元分析软件的非线性分析技术,对该尺寸的特殊螺纹石油套管上扣特性和加载特性进行分析,结果满足强度理论,证明该尺寸特殊扣设计合理,为进一步帮助企业利用理论研究来指导实际提供帮助。

伊朗雅达区块边缘井F11井钻井液技术

F11井是中石化部署在伊朗雅达区块最南端的边缘预探直井,完钻井深为4 310 m,主要目的层位为Fahliyan。不同于雅达区块其他直井,F11井多套地层裂缝发育严重,Gadvan水敏性强,Fahliyan油气层异常活跃,导致在该井施工过程中,经历了卡钻、卡套管、井漏、井涌等各种钻井复杂情况,经过长达168 d的钻井施工,以降低钻井成本、安全钻进为目的,处理上述各种复杂情况,完成了该井的施工。完井后投产日产油850 m3/d。