特种凝胶在处理“井漏井喷”中的应用

川东北罗家2井在第二次完井中发生套管破裂,引发严重井漏和井喷,井底的高压、高含硫化氢气体从破口处窜入地层,沿套管外质量差的水泥环上窜到断层处经裂缝上窜到地面,天然气和地层水在距井口1.2km的地方窜出地面,造成险情。为此,选用特种凝胶ZND进行堵漏。该特种凝胶ZND不同于一般的聚合物堵漏剂,它不需要交联,在地面配好后直接使用,特种凝胶在地面管线钻具水眼及环空中容易流动,而进入漏层后黏度迅速增加,流动阻力大,具有很强的黏弹性,可以占据漏层附近的漏失空间。特种凝胶ZND难以与地层水混合而被冲稀,如果被气体吹散,细小的颗粒不与地层水混合,可以在地层重新集结,形成结构。特种凝胶ZND在川东北罗家2井中的成功应用,验证了其处理恶性漏失的技术可行性。

气井喷漏同存堵漏压井技术的探讨

随着钻井深度越来越深,地质情况变得越发复杂,气井钻井喷漏同存时有发生,钻井现场需要很好地掌握对喷漏同存的处理技术,尤其要注重灵活掌握每一种处理技术的适应条件和施工原则。

泡沫混排解堵技术研究与应用

针对生产过程中油井近井地层的堵塞问题研究了泡沫混排解堵技术。通过数值模拟分析了混排过程中泡沫对近井带的影响及其解堵机理,发现泡沫流体在注入过程中一定程度上影响了近井地层的含水饱和度,从而影响了岩石强度;泡沫放喷过程对孔道岩石的影响和连续的冲蚀作用使近井带的渗流条件得到了一定程度的改善。认为泡沫混排解堵主要是通过放喷阶段对射孔孔道的径向及其末端的水平扩展和近井地带的冲蚀作用而达到目的。该项技术在胜利油田应用,获得了很好的效果。

钻浅层塞井口防顶装置的研制及应用

在钻浅层塞作业过程中,为了防止出现井喷顶钻事故,研制了井口防顶装置。该装置是根据以最高上顶力和井口装置最低抗内压两者中最低者来选用井下作业井口控制装置的原则进行设计的。中原油田普遍使用350井口,最高耐压35 MPa,钻塞使用114 mm钻头,故设计的防顶装置承受的最低上顶力为364 kN,附加安全系数1.5倍,其承载上顶力为550 kN,能够避免防顶控制过程中上顶力对防顶装置的损坏,确保施工安全。现场应用控制防顶5口井,成功率100%,有效地解决了钻浅层塞施工中井喷防顶的难题。

欠平衡钻磨桥塞施工工艺

××井桥塞座封于井浅处,下桥塞前下层测试时井口最高关井压力达到46.8MPa,桥塞下部气体的上顶力达85.4t。由于钻具重量远远低于下部气体产生的上顶力,靠泥浆液柱压力来平衡该力不可行,在钻桥塞与下部井筒连通瞬间,下部压缩高压气体瞬间释放将会出现一个极大的上顶力推动井内钻具急速上行,给地面井控工作带来极大的困难和风险。同时受井控要求限制,钻扫参数选择余地小,钻扫时加钻压困难,钻扫桥塞时间长;且套管磨损加剧,影响正常井控。通过对井口装置及施工工具的优化选择,确定了一套合理的施工工艺方案,确保了此次欠平衡钻磨桥塞成功完成,为以后类似井况的施工积累了宝贵经验。

钻井用内防喷压差自密封式旋塞阀结构改进

为了解决在役旋塞阀摩擦力矩大、阀芯旋转困难以及密封不严等问题,通过对目前旋塞阀结构的优缺点分析,找出旋塞阀失效的主要原因。利用压力自平衡和压差自密封原理,对旋塞阀的结构进行改进,设计了一种新型钻井用内防喷压差自密封式旋塞阀。通过对旋塞阀主密封面的密封比压计算和旋转系统的三维有限元接触分析,确保密封面上的材料满足强度要求,且能实现有效密封,使其更好地服务于钻井现场,同时为顶驱内防喷装置的设计和改进提供参考。

油管堵塞阀改进与应用

由塔里木油田自主研发的可回收式油管堵塞阀在实际应用过程中部分井出现了油管堵塞阀解封、回收困难甚至落井等复杂情况,影响了试油井完整性和施工时效。为解决这些问题,对油管堵塞阀进行了改进设计:取送工具增设防掉落销钉;采用整体式芯轴结构;增设防堵塞上移装置。应用表明,改进后的油管堵塞阀有效解决了改进前出现的各种生产问题,满足了生产需要,施工成功率也由改进前的95%提升至100%。

高含硫喷漏同存气井钻井与完井工艺技术研究

天东109高含硫天然气井喷漏同存,需要实施堵漏压井技术对气层漏失进行暂堵,但该井属高含硫大产量天然气井,既没有安全钻井液密度窗口,又不具备完井条件,情况复杂,为此研究了固井技术与完井工艺及应急预案,通过认真组织施工,取得了成功经验。指明了应用放喷泄压技术从安全的角度考虑应注意的主要问题:①对长裸眼层段存在多压力系统发生井漏与溢流,应分析各层段的地层压力与承压能力,确定漏失层与气层,为制定堵漏与压井施工方案提供科学依据;②在钻井施工中进行堵漏作业,应认真分析漏失层岩性特征、漏失原因与机理,针对性地选择堵漏材料与堵漏工艺;③对喷漏同存的井,应将堵漏与压井进行综合考虑和有机结合,保持井内动态液柱压力始终高于漏层压力,即气层发生井漏实施吊灌技术;④若漏失层为非产层,在不构成伤害油气层前提下,可选择堵漏固化后强度高的永久性堵漏材料,若漏层为产层,确需堵漏则选择能最大限度保护产层的暂堵材料;⑤高含硫气井喷漏同存复杂条件下,固井与完井工艺选择既要符合气田采气技术要求,又要有利于安全施工。

伊朗雅达油田F13井严重沥青侵复杂情况的处理

在雅达油田Kazhdumi地层钻井施工过程中,沥青的侵入导致了钻井液污染、井涌、喷漏共存等井下复杂情况的发生。F13井在钻Kazhdumi地层遭遇严重沥青侵,引起溢流和喷漏同存。通过25次艰难的探索施工处理,成功运用水泥浆配钠水玻璃促凝剂实现打塞封堵,最终转换地质目的层侧钻成水平井。该井复杂情况处理的经验和教训,对处理类似情况具有一定的借鉴意义。

远程控制液压油管防顶防喷装置的研制

在油田井下作业起下油管过程中,为了防止出现井涌、井喷和油管上顶事故,研制了远程控制液压油管防顶防喷装置。该装置采用液压快插式堵塞技术,既能快速堵塞油管,又能开关油管内通道,保证压井需要。整套装置远程液压控制,在油管上顶管内溢突发状况时实现全部机械自动化控制,不需人员在井口上操作,减轻了工人的劳动强度。现场模拟油管内液体外溢,仅需34 s就完成堵塞器从井口外侧的对中、插入油管直至堵塞密封整个过程。该装置的自动化控制和远程控制在油田安全生产、环境保护和减轻施工人员劳动强度方面做出了贡献。

变螺距螺旋输送机的土塞承压研究

在实际隧道工程中,大直径螺旋输送机的防喷涌能力较低,当盾构通过水土压力较大的区段时,喷涌现象时有发生。基于此,文章建立螺旋输送机土塞承压模型对土塞承压能力进行分析,并以成都地铁施工的某型盾构大直径螺旋输送机为模型参考,通过改变其螺旋叶片的螺距,采用离散元仿真方法分别对变螺距、等螺距情况下的螺旋输送机碴土运输过程进行仿真分析。结果表明:土体在土塞段的运动速度相对于进土段轴向速度降低约15.1%,总速度降低约6.7%;变螺距土塞段能形成良好的土塞,对螺旋叶片进行变螺距设计可作为盾构掘进过程中防止喷涌的新手段;变螺距设计使得土塞段的磨损量增大,螺旋轴受力增加约20~40 kN,启动扭矩增加约21.5%,峰值扭矩增加约28.6%,因此需提高变螺距螺旋输送机的螺旋叶片强度和输出扭矩。

油水井管柱内清垢封堵器的研制

油水井内清垢封堵器,主要作用是清除管注内壁的结垢物,保证封堵器顺利投放和锚定。

高压油气井S-96修井技术

S 96井是一口高压油气井 ,含有H2 S气体 ,目的层属于奥陶系 ,该地层裂缝、溶洞发育 ,并且又经过酸化压裂 ,在修井施工中难以找到一个合适的压井液密度 ,既能满足不漏又能阻止油气上窜 ,而控制油气上窜是安全作业的前提。作业中的多道工序都未达到设计目的 ,堵塞器下入后无效 ,又下入永久性桥塞 ,桥塞被高压油气刺坏 ,电缆倒灰后 ,桥塞上无水泥塞。最后向井内投砾石、陶粒砂 ,倒灰 ,憋压候凝 ,最终堵住底部高压油气层。从整个施工过程来看 ,所下入的工具、下部完井管串是否适合该类型井有待于进一步试验、研究。该井施工为以后高压油气井提供了借鉴。

肯基亚克油田钻井井控技术

肯基亚克油田位于西哈萨克斯坦滨里海盆地东缘肯基亚克构造带上,区域构造属于乌拉尔—恩巴盐丘构造带,是典型的以下二叠统孔谷阶(P;)盐丘为核心的穹窿短轴背斜。下二叠统孔谷阶、阿尔琴阶、萨克马尔阶储层地层压力高,钻井液密度高,地质条件复杂,钻井液密度安全窗口窄小,恶性井漏引起的卡钻、溢流等事故频繁,个别井发生井喷。近年来,西部钻探阿克纠宾项目在该区块加强地质研究,加强工程地质一体化协作,强化一次井控,加强井喷事故预防上做了大量的工作,形成了一套复杂地层钻井井控安全技术方案,取得了良好的效果。

顶驱车载钻机空气潜孔锤钻进用低压防喷装置的研制

在空气潜孔锤钻进时,孔口安装防喷装置可将高速返出的粉尘或泥浆导离孔口,防止喷向工作台而污染孔口工作环境。综合考虑ZMK5530TZJ60型车载钻机孔口工作台结构特点、配套的斜坡钻杆外形特征、钻进工艺特点以及装卸操作环境等因素,设计了一款适用于顶驱车载钻机的空气潜孔锤钻进用低压防喷装置。该低压防喷装置具有结构简单、安装方便;通过胶芯与钻具之间的过盈实现孔口密封,密封胶芯补偿量大,可密封外径变化较大的斜坡钻杆;可在加接钻杆时更换密封胶芯;设置了2个导流口,上返流体在此压降变化小,有利于排渣的通畅等优点。现场试验表明,该低压防喷装置能够有效密封粉尘泄漏、明显改善孔口施工环境,达到了设计的目的。

新型钢丝作业防喷堵头

钢丝试井作业普通防喷堵头密封级数少、安装紧固扭矩大、密封效果差、缺少仪器捕捉功能、磨损防硫钢丝。采取增加一级密封压帽和盘根、将73.025 mm TBG平式油管扣型改为Tr75×4扣型、丝扣缠上聚四氟乙烯带密封更改为双道“O”圈密封、增加卡瓦捕捉器和保护衬套等措施,研制出一种新型钢丝作业防喷堵头。室内承压试验和捕捉试验成功后,先后选择0~15 MPa井实测30多井次,均获一次成功。2019年大港油田512井次的实际应用表明,新型钢丝作业防喷堵头安全可靠,紧固扭矩降低1.5倍,材料消耗降低5倍,工作效率提高一倍以上,完善了钢丝试井作业工艺,对指导现场试井工作具有一定意义。

塔中高含硫喷漏同层堵漏技术研究

针对井漏的原因和喷漏同层堵漏的难点,采用密闭系统控压近平衡钻井技术、降密度循环、反推法压井、静止堵漏、物理法随钻堵漏、复合堵漏技术、投球综合堵漏技术措施。该堵漏技术在高含硫喷漏同层油气藏堵漏可靠、有效。

氮环境下火管式锅炉的补漏检修

介绍在无切断阀等有效隔离手段情况下 ,为确保合成塔内还原态催化剂的安全 。

作业现场简便试压装置的研究与应用

通过对作业现场井控装备常规堵塞器试压工艺的研究,研制了井控装备现场简便试压装置。与常规堵塞器试压相比,该试压装置具有结构简单、效率高、成本低、效益好,以及现场操作简单、安装方便、安全可靠等特点。

防喷钻杆塞焊缝断裂失效分析与优化设计

针对防喷钻杆塞焊缝焊接缺陷导致的杆体断裂质量事故,采用金相显微镜对杆体塞焊缝断口进行制样分析。研究表明,塞焊缝焊接及焊缝热处理工艺参数选取不合理直接导致杆体塞焊缝出现明显的裂纹源、微观裂纹及未熔合等严重缺陷。该组织缺陷直接降低防喷钻杆杆体力学性能,使钻杆焊缝在低进尺钻进情况下过早发生断裂而掉钻。通过工艺研究,优化了防喷钻杆的设计结构,彻底消除了塞焊缝的裂纹组织,规避了裂纹源的产生,防喷钻杆综合力学性能及钻进进尺大幅提升,提高了产品质量。