稠油井机杆不同步原因分析与治理对策

冀东油田南堡2-3区NmⅢ组油藏是新开发的常规稠油油藏,油品黏度较大,生产初期含水较低,抽油机井机、杆不同步现象比较严重,造成躺井检泵。本文通过对原油物性、示功图、举升工艺等数据分析,针对不同井斜的井,优选了举升工艺和相应的降黏措施,解决了稠油区块抽油机井机、杆不同步的问题,同时提出了降本增效的措施。

钛合金在油气开采中的应用及研究现状

我国目前现有的油井管用钛合金都是在其他行业所用钛合金的基础上进行改进设计的,普遍存在抗腐蚀性能较差、成本较高等缺点,并且钛合金在我国油气开采领域还未得到大规模的生产与应用。总结了钛合金油井管在油气开采领域的应用以及油井管用钛合金抗腐蚀能力的研究成果,并且梳理了我国目前油井管用钛合金材料抗腐蚀性能的不足,为后续的研究提供参考。

回火温度对15Cr5MoVRE油井管钢组织及第二相析出行为影响

研究了回火温度对15Cr5MoVRE油井管钢组织和第二相析出行为规律的影响。利用箱式热处理炉对试验钢进行了热处理,采用光学显微镜和透射电镜对回火后的组织及第二相进行了观察分析,采用硬度计与拉力试验机对试验钢回火后的力学性能进行了测试。结果表明,15Cr5MoVRE油井管钢,经900℃保温50 min水淬,670~710℃回火保温90 min,组织为回火屈氏体和回火索氏体,析出的第二相碳化物类型均为M_(7)C_(3)型和M_(23)C_(6)型。随着回火温度的升高,第二相碳化物颗粒数量明显增多,尺寸逐渐增大,且在710℃回火时发生团聚。回火温度为690℃时,铁素体基体上有大量细小的第二相碳化物均匀析出,力学性能最优,试验钢的最佳回火温度应为690℃。

旧油管及油管柱可靠性的控制方法研究与应用

针对油管服役过程中各种失效形式的特征,依据实际情况设计了旧油管现场检测方法,开发了能够满足旧油管使用的专用密封脂,设计并制造了可溶型油管柱试压专用工具,结合现场条件,进一步规范了作业方法。并在某天然气生产区块进行规模应用。结果表明:以上现场检测方法、操作方法和两种产品实施535口井后,保证了入井油管的可靠性,同时结合开发现状,进一步延长了油管的使用寿命,节约各项成本达700万元。

马氏体不锈钢油井管短流程生产关键技术创新和应用

马氏体不锈钢管的传统生产工艺是铸锭经过锻造,然后通过穿孔热轧工艺成型,容易产生折叠缺陷,并且合格率低、流程长、成本高。介绍了一种通过连铸坯+热挤压生产马氏体不锈钢油井管的短流程新工艺,并进行了系列马氏体不锈钢管的试制和检测。实践证明:采用连铸坯+热挤压工艺生产的马氏体不锈钢管表面质量好,铸态组织充分破碎;调质处理后,显微组织均匀致密,晶粒细小,强度、伸长率、硬度和冲击性能均满足API Spec 5CT-2018和ISO 13680:2020标准要求,说明新工艺是合理可行的。

一种高温高压井用小直径切割器设计及性能研究

针对高温高压小水眼油气井下管柱切割问题,设计了一种外径为Φ36 mm的小直径切割器,首次采用切割器两端同时起爆方式对钻杆进行切割,对其作用过程进行了仿真,并通过地面试验和井下试验对切割器的切割效果进行了验证。结果表明:该切割器能够在压力为95 MPa、温度为160℃的井下进行切割作业,实现对水眼大于等于Φ41 mm的多种规格钻杆的切割,且一次性切断钻杆,切割后切割装置接头无粘连、翻边小。本研究可为工程测井和油气资源的深层勘探开发提供技术支持。

U型煤层气井压裂技术研究

为做好U型煤层气井的压裂工作,以山西某U型煤层气井压裂工况为例,提出了压裂设计方案,重点对连续油管分段压裂技术,水平井压裂技术,定向射孔工艺及钻井液类型、性能等进行了分析,并进行了现场压裂试验,取得了较好的试验效果,促进了煤层气开采的增产增效,可为类似工况下煤层气井的开发提供参考。

泡碱处理粘卡在皖亳地1井的应用

当钻柱贴靠井壁时,在钻井液液柱压力与地层压力的压力差作用下,易发生粘附卡钻,给后续钻井施工带来挑战。本文分析了基于粘土的低固相钻井液体系泡碱解卡机制,探讨了不同浓度氢氧化钠溶液对滤饼的影响,结果显示:随时间变化OH^(-)与Ca^(2+)等结合对滤饼作用呈现递增趋势,同等条件下6%浓度氢氧化钠溶液对滤饼“消融”效果优于其他浓度。通过处理皖亳地1井粘卡效果表明,泡碱处理基于粘土的低固相钻井液解卡相比泡酸、泡油快速有效,同时能够减少对后续钻井液干扰,降低钻井成本。该经验可对同类粘卡处理提供借鉴作用。

基于PLC控制系统的油田修井作业移运油管机械手设计研究

我国油田修井作业中,人工辅助管柱的起、下操作存在危险性,且人工效率低下,为此,研制了一种修井作业移运油管机械手,以解决机械手抓取油管的难题。通过分析机械手的动作流程,确定了该机械手控制系统所需的输入/输出点数以及PLC的硬件型号,完成了I/O地址的配置,并设计了PLC的接线原理图和控制程序。研究成果对移运物体机械手的设计和应用具有一定的指导价值,并为修井作业机械化、自动化提供了良好的研究方向。

抗高温CO_2腐蚀固体缓蚀剂的研究

传统的投加液体缓蚀剂防止油井管柱的腐蚀方法存在着增设加药泵、操作不便,高连续加注、用量大,效果差,防护周期短及生产成本大的问题。采用马来酸酐、癸二酸、油酸、二聚酸等原料分别与多胺合成双烷基双环咪唑啉季铵盐,并用静态失重法和高温高压动态模拟试验方法分别对原料进行了优选和缓蚀效率测试。结果表明二聚酸为最优原料;合成的缓蚀剂基体成分在120℃,转速60r/min,CO2饱和的条件下,添加量为300mg/L时,缓蚀率达到80.3%。

夹杂物对油井管钢氢致开裂腐蚀的影响

对油井管钢进行了pH 2.0溶液浸泡的氢致开裂(HIC)试验。考察了油井管钢的抗HIC性能,分析了不同种类夹杂物对钢板HIC性能的影响。结果表明,在强酸性腐蚀环境中,夹杂物越多,钢对HIC越敏感。诱发油井管钢氢致开裂的夹杂物主要为MnS夹杂物、Al2O3夹杂物和硅铝酸盐复合夹杂物,其中长条状MnS夹杂物危害最大。夹杂物诱发裂纹的初期形貌为夹杂周围出现空洞,空洞的扩展成为氢致裂纹。

30Mn水淬钢调质热处理工艺的研究

测定了30Mn钢的CCT曲线和淬透性。研究表明,当冷却速度大于60℃/s时,能得到50%以上的马氏体组织,淬透性能满足Φ245mm×13.84mm以下油井管的要求。在此基础上研究了不同的回火温度、回火保温时间、淬火温度和淬火保温时间对30Mn钢组织性能的影响规律,制订了实验室条件下的调质热处理工艺,并进行了试验研究。结果表明,经此调质工艺处理后,材料的力学性能达到了API5CT标准要求。作为水淬钢种,30Mn钢可用来生产N80Q钢级的油井管。

我国油井管需求量、生产能力及价格综合分析

结合油井管国产化的发展 ,综合论述了我国油井管的需求量、生产能力以及价格水平。分析结果表明 ,我国油井管的生产能力已达80万t,具备了生产符合API标准的多种钢级、规格钢管的能力。无论是规格、品种、质量或数量均已赶上或接近国外油井管产品的水平。国产油井管的价格 ,比进口油井管价格低15 %～93 %。

L80-13Cr油井管的研制及耐腐蚀性能研究

分析了L80-13Cr油井管的化学成分和技术条件要求,阐述了L80-13Cr油井管的轧制工艺,研究了L80-13Cr油井管的耐CO_(2)腐蚀性能.研究结果表明,L80-13Cr油井管热处理后的性能满足使用要求,且韧性较高;在相同腐蚀条件下,L80-13Cr在气相中的腐蚀速率约为N80Q的1/30,在液相中的腐蚀速率约为N80Q的1/300,仅发生轻微腐蚀,耐蚀性较好.

除氧剂的添加对注气井油管管材腐蚀行为的影响

为研究注入水中添加亚硫酸钠除氧剂控制注气井管柱氧腐蚀的有效性,为现场注气井管柱腐蚀防护提供依据,采用高温高压反应釜对注气井油管管材进行腐蚀模拟试验,利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和能谱仪(EDS)等对试样腐蚀产物膜的成分及结构进行表征,研究了除氧剂添加对管材腐蚀行为的影响,并初步讨论了其腐蚀机理。结果表明:因注氮气驱油工艺引入的溶解氧会对P110与P110S油管管材带来严重的腐蚀风险,并具有较高的局部减薄失效风险; P110与P110S管材的全面腐蚀速率分别达到1.511 mm/a与1.404mm/a,最大减薄速率达到12.085 mm/a与4.240 mm/a;通过在注入水中适量添加除氧剂,P110与P110S管材的全面腐蚀速率分别降低至0.035 mm/a与0.030 mm/a,有效地降低了管材的腐蚀风险。

中原油田文23气田气井腐蚀原因分析

采用XRD、XPS和EPMA对中原油田文23-1、23-8气井油管腐蚀产物和管材进行分析,并试验了碳钢在CO_2介质中的腐蚀。研究结果表明,天然气中的CO_2及凝析水是气井腐蚀的主要原因。管材的非金属夹杂物(MnS、Al_2O_3)含量超标,是加速油管在CO_2环境中局部腐蚀穿孔破坏的另一原因。还探索了应用缓蚀剂防止气井CO_2腐蚀的可能性。

酸性环境下油井管的选材策略

基于酸性环境的定义,概述了酸性环境下油井管的主要腐蚀类型、腐蚀机理及油井管腐蚀的影响因素,综述了相关的选材规范,实例说明了酸性环境的选材策略,给出了酸性环境下油井管的选材建议。

塔河油田某井失效油管腐蚀状况分析

对塔河油田某井油管的腐蚀情况进行了调查研究,对取到失效油管的化学成分、力学性能、金相组织进行了试验分析。依据试验结果对该井油管腐蚀的原因进行了分析讨论,认为该井油管主要是垢下腐蚀和H2S腐蚀,并且随着该井产水的出现和不断增大,腐蚀会越来越严重。

高腐蚀环境下油井管剩余抗挤强度的理论解

在高温高压高酸性气田中,油井管局部腐蚀或点蚀会产生应力集中,降低油井管强度,严重时会发展成穿孔泄漏。在本体应力集中系数应力分量表达式的基础上,推导了浅半球腐蚀孔、半球腐蚀孔及深半球腐蚀孔的应力集中系数表达式,并对油井管的剩余抗挤强度进行修正,同时应用推导的腐蚀孔应力集中系数公式对套管的剩余抗挤强度影响规律进行研究。结果表明,腐蚀孔直径d=2.5mm、深度h=1mm时,套管剩余抗挤强度下降近46%,而当h=1mm、d=5或7mm时,套管剩余抗挤强度分别下降30%和20%。

CrNi油井管回火脆性产生原因分析与探讨

对低碳中合金CrNi钢油井管高温回火后冲击值异常的试样进行分析,并对试验钢进行二次回火快冷试验,对比回火空冷及二次回火快冷试样的拉伸性能、低温冲击性能以及断口形貌、显微组织以及析出物,进行化学成分及热处理工艺对高温回火脆性的影响研究。结果表明:引起低碳中合金CrNi油井管回火脆性的主要原因是碳化铬及非金属夹杂等硬脆相在晶界析出,晶界结合力恶化。发现高温回火脆性是冲击功异常的主要原因,并由此提出了CrNi油井管化学成分优化及工艺改进方案。