Jetstream高压泵在油田行业径向水射流技术中的应用

近年来的开发实践表明,由水平井衍生的零半径径向射孔技术是低渗透油气藏增产、增效的有效技术,正发挥着重要的作用。而Jetstream始终提供最先进的高压水射流技术并与专业径向射孔设备公司保持着紧密的合作,推动高压水射流技术在径向射孔的成功应用。

煤矿井下连续管钻进管柱分析及射流钻进实验

由于可连续起下钻、不间断循环等优势,连续管钻井已成为近年来发展最快的石油钻井技术之一,开发煤矿井下连续管钻进技术是煤矿实现“少人化”甚至“无人化”钻探的重要技术途径。针对该技术在煤矿井下应用存在的管柱优选、钻进方法等关键问题,提出了连续管射流定向钻进方法,根据煤矿井下钻探用泥浆泵能力和孔深设计,分析了不同管径、不同弯曲比(r0/Rb)连续管流体摩阻;采用数值模拟方法,分析了不同连续管管径与钻孔孔径比(管孔比rc)情况下近水平钻进管柱屈曲形态及与孔壁接触应力;通过旋转射流水力学参数研究和破岩效果实验,给出了最佳射流钻头参数:通过连续管射流定向钻进实验,分析了射流定向钻进造斜规律,不同流量、钻进速度与钻孔孔径的关系。结果表明:?19~?31.75 mm连续管的弯曲半径可满足煤矿坑道空间要求;连续管流体摩阻的主要影响因素为管径和流量,在井下常用泥浆泵流量200 L/min、压力31.5 MPa、钻孔深度200 m情况下,?31.75 mm连续管为最佳管柱方案;管孔比rc=0.454时,连续管与孔壁接触应力稳定,压应力呈线性变化;采用?34.5 mm/5×1.0 mm(5个孔径1.0 mm的喷嘴)喷射钻头+?40 mm液力换向器+?31.75 mm连续管钻具组合钻进,平均增倾角能力0.67 (°)/m,平均降倾角能力为0.61 (°)/m,平均增/减方位能力0.45 (°)/m;通过控制射流流量和钻进速度,钻孔直径可控制在?70 mm左右;研究成果为煤矿井下连续管钻进技术与装备的开发提供了理论基础。

旋转磨料射流钻孔储层适应性研究

为了揭示旋转磨料射流破岩钻孔储层适用性,以油气储层常见岩石为试验岩样,分析了其破岩成孔特性和关键参数影响规律,并基于ALE-FEM流-固耦合方法,开展了其破岩机理研究。结果表明:旋转磨料射流可高效破碎页岩、煤岩、灰岩、砂岩、花岗岩,形成壁面光滑、带锥形凸起的大直径规则圆形孔眼;射流成孔直径和成孔深度随喷射压力增加而增大,随岩石抗拉强度增大而降低;射流压力25 MPa下,上述各类岩石成孔直径分别为50,90,62,70,53 mm;在旋转磨料射流冲击下,岩石表面出现环形应力集中带,且环形应力集中带宽度随喷射时间增加而增大,揭示了锥形凸起形成过程。研究结果可为旋转磨料射流应用于径向水平井技术提供参考和理论指导。

双层连续管双梯度钻井井筒钻井液当量循环密度分布特征

双层连续管钻井是一种新型双梯度钻井技术,为了分析双层连续管钻井井筒ECD分布特征,研究基于双层连续管钻井工艺特点,考虑井筒温度、压力和岩屑浓度等参数影响,建立了双层连续管双梯度钻井井筒ECD计算模型,分析了钻井液排量和钻井液密度等因素对井筒ECD的影响规律。案例井计算结果表明,井筒ECD随着钻井液排量和密度的增加而增大,机械钻速的增加对井筒ECD的影响较小,双层管尺寸需结合井眼尺寸和循环压耗进行优选。双层连续管双梯度钻井可有效降低井底ECD,在钻井过程中可通过调整钻井液排量和密度实现井筒压力的动态控制,为应对深水钻井压力窗口窄和浅层易发生漏失等难题提供了一种有效的解决方法。

连续管多孔喷嘴射流工具研制与清洗参数优化

连续管尺寸与喷嘴射流参数、泵车参数不匹配导致清洗效果较差,针对该问题,模拟了连续管、喷嘴组合及泵车水力参数的匹配关系,通过试验分析了射流速度、喷嘴直径、喷嘴数量、移动速度和除垢剂对油管清洗效果的影响,基于分析结果研制了新型多孔喷射清洗工具,并进行了清洗参数优化。研究表明,在管柱安全和管内空间允许的条件下,选择大尺寸连续管,可降低管内摩阻和提高流体返出速度;针对井深不超过3000 m的井ϕ73.0 mm油管除垢,选用ϕ50.8 mm连续管,柱塞直径114.3 mm、泵冲90 min−1、功率580 kW的泵车,可获得最优施工排量。针对七个泉油田油管除垢,采用清水+5%盐酸+1%除垢剂,射流除垢工具安装5个ϕ3.5 mm喷嘴,施工排量550~600 L/min,移动速度为5 m/min时,除垢效果较好。连续管射流除垢技术具有安全、环保、无污染等特点,应用前景广阔。

连续油管带压快钻桥塞技术研究

针对水平井带压钻塞作业中施工压力高、液量大、胶液配制困难、钻塞效率低等问题,通过对钻塞工艺、作业流程进行理论研究,对钻塞泵注压力组成的因素进行了理论研究及计算,对钻塞返出物的上返规律进行了理论研究。优化设计了钻塞流程体系、钻塞动力液体系,研发配套了地面流程和工具,有效解决了施工压力的控制、钻塞液体的循环再利用、钻塞液体固相物的控制等问题。通过对四川、大港、大庆等油田地区页岩气、页岩油70余口水平井的现场试验及应用,单井配液时间从6~8h降低至1~2h,动力液的配制从循环配制改变为免配液方式,节省了滑溜水的配制时间,避免了滑溜水原液与清水混配不均匀的难题,钻塞效率提高至10%以上,单井胶液用量从几百立方米降低至几十立方米,动力液平均费用从380元/m3降低至40元/m3,降低了施工成本,取得了良好的社会经济效益,可广泛应用于大斜度井、水平井带压钻塞作业。

连续油管钻井技术研究与应用进展

连续油管钻井技术是20世纪90年代初迅速发展起来的一项低成本高效率的钻井技术,在井深1 000 m以内的井,过油管重入钻井和欠平衡钻井等方面具有独特优势,被认为将是替代常规钻井方法的钻井新技术。在回顾连续油管钻井技术背景和发展现状的基础上,分析了连续油管的可靠性、连续油管钻井流体摩擦压力损失和连续油管钻井携岩技术、连续油管钻井关键技术理论研究进展。介绍了连续油管钻井装备和工具的最新发展和应用,阐述了连续油管钻井技术的主要应用领域和微小井眼连续油管钻井技术发展现状,对连续油管钻井技术应用前景和发展方向进行了展望。

超临界CO_2射流在石油工程中应用研究与前景展望

阐述超临界CO2流体物理特性,分析超临界CO2射流在喷射钻井、喷射压裂、驱油提采、冲砂解堵和油套管除垢等作业中的原理和技术优势,探讨超临界CO2开发非常规油气藏的可行性,展望超临界CO2射流在石油工程中的应用前景。

水力喷射定向钻孔技术实践与认识

水力喷射定向钻孔技术采用连续油管及水力喷射技术,实现对目的层的钻孔,是一项新型的增产工艺,具有定向钻进,深部穿透的优势。介绍了该技术工艺原理及主要工具,并举例说明了施工工艺过程。

地层水侵入对超临界CO_2钻井井筒温度和压力的影响

为了研究SC-CO2(超临界CO2)连续油管钻井过程中地层水侵入对井筒温度和压力的影响,在综合考虑CO2流体的黏度、密度、导热系数、热容、焦耳-汤姆逊系数等参数影响的基础上,建立了SC-CO2连续油管钻井地层水侵入井筒流动模型,并采用各参数相互耦合的方法对井筒温度和压力分布进行了计算。结果表明,地层水侵入速度越大其混合流体密度越高,环空混合流体对流换热系数越大,但由于喷嘴节流产生的焦耳-汤姆逊冷却效应,在井深约1 900 m处(离井底约10 m处)环空混合流体密度突然增大、对流换热系数突然减小;同时井筒流体温度随地层水侵入速度的增加而升高,在井深约1 900 m处焦耳-汤姆逊冷却效应导致井筒流体温度急剧降低;此外,井筒环空压力也随着地层水侵入量的增加而增大,但增幅不明显。

超高压水射流钻井技术现状及发展建议

随着油气勘探开发逐渐向深层超深层油气、非常规油气和海洋油气发展,提高钻井速度,缩短建井周期,降低作业成本,对于经济高效勘探开发油气资源具有重要意义。高压水射流钻井技术是利用高能流体进行破岩,由于能显著提高钻井机械钻速,一旦得到商业应用,将会对油气勘探开发产生革命性影响。在介绍高压水射流钻井技术破岩机理的基础上,分析了国外70 MPa以上高压水射流钻井系统的基本原理、主要特点和试验情况,指出了各种高压水射流系统商业应用存在的问题,针对国内高压水射流钻井技术发展现状提出了具体的发展建议。

高压水射流钻完井技术进展及发展思考

利用有效的钻完井技术,缩短建井周期,提高单井产能,对于经济高效开发深层油气、致密油气、煤层气等油气资源具有重要意义。高压水射流钻完井技术是利用高能流体进行破岩的前沿技术,不仅能用于提高钻井机械钻速,还能用于割缝增产,国外在高压水射流钻完井技术方面开展了大量尝试性研究工作,通过不断创新和改进,已有部分技术实现了商业应用。在总结高压水射流钻完井技术进展的基础上,分析了商业应用存在的问题,针对国内高压水射流钻完井技术发展现状,提出了开展超高压双管连续管水射流钻井技术研究、开展超高压水射流割缝增产技术试验、开发专用的井下喷射和切削系统、深化脉冲水射流技术研究等发展建议。围绕这些关键技术进行攻关研究,通过室内和现场试验,尽快形成我国的高压水射流钻完井技术及配套装备。

基于赫—巴模型的微小井眼钻井连续油管内钻井液流阻计算分析

微小井眼连续油管(CT)钻井技术具有诸多优点,但微小井眼尺寸小,导致钻井液流动空间小、排量较小、返速较高、循环损失较大,限制了该技术的推广使用。为解决微小井眼CT钻井循环钻井液流阻过大的问题,基于赫—巴模型,结合微小井眼CT钻井的特点,计算了CT内钻井液流阻,探讨了CT内钻井液流阻与钻井液平均流速、CT长度或井深、CT内水眼直径、滚筒直径等参数的关系。研究结果表明:①滚筒上CT内流阻随钻井液流速增大而呈线性增加且增加幅度更大,使用小排量进行钻进能降低滚筒上的流阻;②滚筒上和井筒中CT内钻井液流阻均随CT的长度增加呈线性增加,而随着CT内水眼直径增加呈线性减小,钻深井时,可使用大管径进行钻进;③CT内钻井液流阻受滚筒直径的影响很小,但随钻井液的流速增大呈线性增加,因此当滚筒上缠绕的CT较长时,可使用多个滚筒进行缠绕,以降低滚筒上CT内钻井液流阻。结论认为,寻找控制和减小微小井眼钻井CT内钻井液流阻的方法和优选适合CT钻井的相关参数,有助于加快该技术的推广应用。

地层水侵入对连续管泡沫钻井参数的影响

针对连续管泡沫欠平衡钻井过程中地层流体侵入问题,建立连续管泡沫钻井中地层流体侵入模型.采用交错网格对该模型进行离散,并利用SIMPLEC方法结合亚松弛方法求解离散方程.实例分析表明,地层水侵入流量随注气流量的增大而增大,随产水指数的增大而增大.地层水的侵入使井底压力增加,泡沫稳定性降低,泡沫携岩能力增强,而且产水指数越大,影响越明显;增加注气流量或减少注液流量可减弱甚至抵消地层水侵入对井底压力、泡沫稳定性和泡沫携岩能力的影响.

大牛地气田气井油管钻铣除垢技术应用

大牛地气田气井受产出水质特征影响,井内油管普遍有结垢现象,影响了气井生产,为了解决井内管柱结垢问题,提高气井生产能力,有必要寻找一种有效的气井油管除垢方法。根据大牛地气田气井结垢特征,通过对传统机械除垢技术的缺点分析,优选确定采用机械钻铣除垢技术,根据大牛地气田气井管柱结构特点,自主设计了该除垢方法所需的井内油管除垢工具和钻铣液配方,制定了除垢施工作业方案,并预先在地面进行了油管除垢试验。最终选取了两口气井进行正式的现场钻铣除垢作业,有效除去了井内油管管柱的结垢物,气井取得了良好的增产效果,气井产量比除垢前增加30%~50%。通过与相关的其它除垢技术进行比较,如水力喷射除垢技术,钻铣除垢技术在气井油管除垢方面效果更好。

水力喷射径向钻孔技术在江苏油田的应用研究

随着多年持续开发生产,江苏油田的老井数量不断增加,同时存在多块低渗油气藏和稠油油藏,开采难度越来越大,一些区块无法实施压裂改造等工艺措施,而水力喷射径向井钻孔技术提供了一种新的开采工艺。水力喷射径向井钻孔技术具有定层位、定方位、定深度等优点,可以准确地对剩余油富集部位进行有目标的挖潜增产,其措施半径最长可达到100m以上。到目前为止,该技术在江苏油田现场应用6井次,作业过程进展顺利,为江苏油田增产提供了一种经济高效的开采途径。

连续软管钻井技术

随着连续软管（ＣＴ）技术和钻井技术的发展，近年来连续软管钻井（ＣＴＤ）已成为国外钻井技术的热点，连续软管的用途越来越广泛。在概述连续软管发展史的基础上，叙述了连续软管钻井的优缺点、连续软管钻机系统、欠平衡连续软管钻井及连续软管过油管侧钻技术，介绍了国外石油公司利用连续软管钻井的先进经验。混合型连续软管钻机系统优于常规钻机系统。连续软管钻井是进行欠平衡钻井的一种最好方法。目前连续软管主要用于老井重钻中的水泥塞开窗侧钻作业。我国应加强这方面的研究和试验工作。

橇装小直径连续管排水采气装置的研究与应用

橇装小直径连续管排水采气装置为天然气井排水采气提供了新装备和新工艺。装置由橇装装置、注入头、监测与控制系统、井口装置、井下工具和注剂装置6部分组成。长庆油田分公司的G25-5井和西南油气田分公司的白浅122井、纳59井的现场工业应用表明,这种装置不仅具有连续管作业高效、灵活和边生产边作业的优势,而且还能精确控制注剂量和注剂深度,可以达到最佳的药剂发泡排水效果。

超临界二氧化碳钻井研究进展

超临界二氧化碳(以下简称SC-CO2)既具有与气体相似的较低的黏度,又兼有与液体相近的较高的密度,扩散系数则介于气体和液体之间。当它作为一种钻井流体时,通过喷嘴时产生的SC-CO2射流可以大幅提高破岩速度、降低破岩门限压力。同时SC-CO2的密度变化范围较宽,可为井底动力钻具提供足够扭矩的同时保证井底的欠平衡状态,最重要的是它对储层无任何污染,可进行无污染欠平衡钻井。由于SC-CO2流体的这些特性,引起了国内外专家对SC-CO2钻井技术广泛关注。在调研了国内外文献资料的基础上,介绍了SC-CO2钻井技术的基本原理和主要优势,并且调研并总结了SC-CO2钻井技术的理论和实验研究现状以及配套的室内实验设备,最后指出了将SC-CO2钻井技术投入应用必须解决的一些问题,为SC-CO2钻井技术的进一步研究与应用提供了参考。

连续管辅助径向射流钻孔延伸极限

水力喷射径向钻孔技术是一种利用高压水射流的方式在主井眼中横向钻出微小孔眼的钻完井技术。通过高压水力喷射形成的微小孔眼可以提高井筒与储层间的接触面积,经济而有效地提高油气采收率。建立了水力摩阻与机械摩阻相结合的径向钻孔延伸极限模型,分析了径向射流钻孔的极限延伸范围。研究结果表明:排量是影响软管延伸长度的主要因素,随着软管中排量的增加,软管的延伸极限增加。转向器的出口角也是影响延伸极限的重要因素,但转向角对延伸极限的影响很小。为径向射流钻孔提供了包括水力参数和转向器结构在内的系统设计方案。