页岩气井套管变形失效原因分析

通过对某页岩气井矿区的地质因素、施工工况以及套管变形失效井的统计数据进行分析和调研,对页岩气井套管变形失效原因进行了分析,从而得出套管变形的主要规律和原因:套管变形主要发生在水平井分段压裂中后期,且主要集中在A点附近;当出现断层、层位间穿越与近井筒地层各向异性时,套管变形失效产生的几率会增加,其中断层条件下发生套管变形失效的概率很大等。

两种钻杆耐磨带摩擦磨损性能试验对比分析

钻井过程中防止套管磨损的主要措施是采用钻杆耐磨带。通过室内模拟试验评价方法,对ARM耐磨带、X型耐磨带以及钻杆接头本体材料与Q125套管组成摩擦副,在钻井液介质中进行了摩擦磨损性能评价。试验结果表明,试验评价方法可行;且ARM耐磨带具有较好的耐磨性。

储气库井注采管柱流体运移规律研究

针对储气库井油管弯曲段气蚀严重的问题,利用k-ε湍流模型,通过理想气体状态方程确定了油管内天然气流动的初始条件和边界条件,基于有限元方法,研究了不同注气速度、弯曲角度等对油管任意截面位置处静压、波动压力、速度场分布的影响规律。结果表明:储气库油管内压力波动大小与注采气密度、速度等相关,且与注采气速度平方成正比;在油管弯曲段由于能量的急剧转化导致油管内压力出现波动,而垂直段和水平段内压力变化较为平缓,弯曲段油管B点压力波动程度较A点明显降低,而该截面静压分布则刚好相反,且油管内压与注气速率之间呈现非线性关系。

地层与水泥环的材料性质对油气井井筒力学状态的影响规律

井筒的完整性是保证油气井安全生产的前提。地层与水泥环的材料性质会影响井筒的力学状态,但是目前相关研究资料并不多。通过建立地层-水泥环-套管的力学模型,应用弹性力学理论,推导在地应力场中井筒第一、二界面的接触压力。引入压力传递系数概念,分析了水泥环和地层的弹性模量、泊松比对套管与水泥环力学状态的影响规律。结果表明,具有较大弹性模量与泊松比的地层有利于降低井筒载荷。推荐固井选用高强度、低弹性模量、小泊松比的水泥浆体系来提高井筒完整性。该研究成果对基于材料性质提高井筒完整性具有一定的参考意义。

全通径可控无限级滑套完井工具的研究

针对目前常规水平井多级分段压裂技术存在的压裂后不能实现管柱全通径、开采过程过早见水不可控的工艺局限性,进行了全通径可控无限级滑套完井工具技术研究。研究开发了可开关滑套工具及配套的机械开关工具。该套工具通过与裸眼封隔器、分级箍、碰压球座、引鞋等井下工具配合使用,能够在压裂作业后无需钻磨,实现管柱全通径,利于后期实施其他措施或测试作业。且可开关滑套工具能够对目的层段进行选择性作业、测试与生产。地面各项实验结果表明,全通径可控无限级滑套完井工具结构简单、设计合理、操作方便,可以顺利实现打开和关闭功能。