大型压裂施工中超级13Cr油管冲蚀规律研究

大规模压裂施工过程中,油管受到高速携砂压裂液冲蚀而导致壁厚变薄,增加了后续施工和生产安全风险。为研究大规模压裂施工对超级13Cr油管的冲蚀影响,利用喷射式冲蚀实验装置模拟压裂施工过程中冲蚀环境,研究了超级13Cr油管冲蚀速率与压裂液冲击角度、喷射流速、含砂量之间的关系。研究结果表明超级13Cr油管冲蚀速率随冲击角度增加先增大后减小,在30°时冲蚀速率最大,材料损伤在冲击角度较低时以微切削为主,在冲击角度较高时以挤压锻打脱落为主。冲蚀速率随着压裂液流速和含砂量增加而增大,冲蚀速率与喷射流速之间呈幂函数关系。依据实验数据建立了冲蚀速率计算模型,能够预测在不同施工排量、注入量条件下超级13Cr油管压裂冲蚀后油管壁厚损失,可为压裂施工参数设计和后期管柱安全评价提供重要参考。

气藏型储气库井环空压力计算模型及其应用

为解决储气库井注采时由温度与压力变化引起的密闭A环空带压问题,根据传热学理论、管柱弹性力学平面应变理论及体积相容性原则,建立考虑环空保护液非线性多单元密闭A环空压力计算模型,基于分段计算方法分析等温压缩系数、等压膨胀系数、油管线膨胀系数、弹性模量与泊松比等参数对环空压力影响。结果表明:采用分段计算方法可以提高环空压力预测的准确度;不考虑温度分布形式预估环空压力偏离实际值,且温度越高,偏离实际值越大;环空保护液的非线性对环空压力的影响相对较大,忽略其随温度的变化导致环空压力偏低。压力计算模型与现场实测结果符合较好,可以为工程应用提供参考。

滚珠丝杠抽油机的研制与应用

目前大庆油田有1.2万口抽油机井执行间抽制度,井下供液不足,采用常规游梁式抽油机举升严重影响油田的经济高效和节能降耗开发。鉴于此,结合现场采油工艺要求,研制了滚珠丝杠抽油机,并对关键技术进行了研究,完成样机的设计制造及整机室内和现场试验。该型抽油机能发挥滚珠丝杠结构紧凑、系统效率高和运行平稳等优势,无须预制基础,直接坐落在井口法兰。现场应用结果表明:与常规游梁式抽油机相比,该抽油机泵效提高了&87百分点,系统效率提高了3.23百分点,取得了良好的初期应用效果。研制的滚珠丝杠抽油机适用于抽汲参数小的低产油井,具有较高的推广应用价值。

非均匀地应力下套管应力的敏感性分析

套损是影响地下储气库井筒完整性的关键问题,制约着储气库长期的安全生产。为此,基于弹性力学理论,运用有限元分析方法,建立了理想固井状态下的套管-水泥环-地层组合分析模型,对受非均匀地应力时组合体各层Mises应力的分布规律进行了研究,讨论了套管应力对水泥环与地层的弹性参数变化的敏感程度。结果表明:套管内壁的应力明显高于水泥环和地层内壁的应力且沿井周呈非均匀分布;地层弹性模量对套管内壁应力的影响最为显著,套管应力随地层弹性模量的增加急剧减小;其次为水泥石弹性模量,当其与地层弹性模量相同时,套管应力达到最大。该研究成果可为优化套管完井设计和预防套管损坏提供理论参考。