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2012年  第40卷  第5期

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济阳坳陷新生界地层井壁失稳原因分析及对策
万绪新
2012, 40(5): 1-6. doi: 10.3969/j.issn.1001-0890.2012.05.001
摘要:
为了有效解决济阳坳陷新生界地层井壁失稳问题,从盆地构造带分布、古沉积环境、岩性特征、流体性质等方面入手,对多年来大量实钻井失稳的井段进行地质归类分析,找出了井壁失稳的地质条件和地质因素。从系统工程理论出发,根据井壁失稳情况,研究得到了5种解决井壁失稳的钻井液技术。同时,结合目前高温高压钻井液现状,针对新生界地层特有的高地温梯度情况,对如何解决深部硬脆性泥岩垮塌问题进行了探讨,提出了解决钙质硬脆性泥岩地层井壁失稳、钻井液高温耗土、有效封堵、钻井流体性能合理控制等技术思路。实践表明,5条应对井壁失稳的技术对策,对于解决与济阳坳陷新生界地层类似地层的井壁失稳问题具有重要的指导意义。
定向井轨道设计参数谱集理论探索
鲁港
2012, 40(5): 7-12. doi: 10.3969/j.issn.1001-0890.2012.05.002
摘要:
为了解决三维井眼轨道设计问题求解过程中难以给定合适的已知设计参数的难题,研究了轨道设计方程组的可靠求解方法。基于已知设计参数与轨道设计方程组的解数存在着确定集合映射的事实,提出了已知设计参数谱集的新概念;使用计算机图形学理论研究了谱集的计算机绘图方法,提出了谱图的新概念。在轨道设计方程组有解析解的情况下,使用解析解约束条件可以直接求得谱集的不等式组表达式;在没有解析解的情况下,使用基于特征多项式实数根的拟解析解方法,给出了计算谱集的近似算法。在谱集维数不超过3时,可以绘制出完整的、直观的谱图。在谱集维数超过3时,需要使用高维数据可视化方法绘制谱图。软件实现及其实际应用表明,谱集理论能够消除设定已知设计参数的盲目性,极大地提高定向井轨道设计工作效率。
综合考虑成本和钻速的PDC钻头钻进参数优化设计
金业权, 王茂林
2012, 40(5): 13-16. doi: 10.3969/j.issn.1001-0890.2012.05.003
摘要:
传统的钻进参数优化模型不适用于PDC钻头。针对传统模型的不足,在牙轮钻头钻进参数优化理论的基础上,引入钻井成本和钻速权重系数,结合PDC钻头钻速方程、磨损方程和钻速随累积进尺的变化规律等基本方程,建立了钻井成本和钻速双目标约束下的PDC钻头钻进参数优化模型。该模型可根据降低成本或提速的具体目标设置钻井成本系数和钻速系数,在同时考虑成本和钻速的条件下对钻进参数进行优化设计。川西新场地区实钻资料的计算结果显示,经过参数优化后PDC钻头的单位进尺成本降低,同时钻速提高,这表明该模型可以用于双目标下PDC钻头钻进参数的优化设计。
“多级孔隙最优充填”暂堵方法与现场试验
邱正松, 张世锋, 黄维安, 黄达全, 刘均一
2012, 40(5): 17-21. doi: 10.3969/j.issn.1001-0890.2012.05.004
摘要:
为了提高对渗透率贡献较大孔隙孔径分布不集中储层的暂堵效率,提出了"多级孔隙最优充填"暂堵方法。该方法基于"隔层堆积"理论,将储层孔隙与暂堵微粒的连续分布进行离散处理及匹配,对储层多级孔隙进行"最优充填",即可得到架桥颗粒的标准粒度分布曲线。对岐口凹陷某区块储层岩心进行连续分布孔隙离散后,对其进行"多级孔隙最优充填",依据得到的标准粒度分布曲线对现有的暂堵剂颗粒分布进行了优选,1 000目碳酸钙的粒度分布最接近标准粒度分布曲线。储层保护试验结果表明,加入利用"多级孔隙最优充填"方法优选暂堵剂颗粒的钻井液具有良好的暂堵效果,其污染深度0.9 cm,污染端切去后其渗透率恢复率达97.29%。现场应用结果表明,加入优化暂堵剂颗粒的钻井液能形成封堵层,阻止钻井液滤液侵入地层。这表明"多级孔隙最优充填"方法可用于孔隙孔径分布不集中储层暂堵颗粒的优选,暂堵效果优良。
高温高压凝析气井全过程欠平衡设计
杨顺辉, 赵向阳, 石宇, 田璐, 李陆武
2012, 40(5): 22-25. doi: 10.3969/j.issn.1001-0890.2012.05.005
摘要:
针对高温高压凝析气井钻井过程中的储层伤害问题,在对国内外最新设计方法综合研究分析的基础上,开展了室内试验和软件模拟,提出了一种新的全过程欠平衡设计方法。该方法综合分析了井控安全、井壁稳定性、储层凝析气反凝析发生的油锁伤害和毛细管力引起的水锁伤害等因素。同时,在计算水力参数时考虑了温度和压力对钻井液密度和黏度的影响。为了保证在钻进、起下钻和接单根整个钻井过程中井底一直处于欠平衡状态,配套安装了旋转防喷器、井下套管阀等工具和设备,优化了施工工艺。采用该方法对沙特B-0008井进行了详细的设计分析。该设计方法既能保证井下安全,又能避免储层伤害,提高了探井发现油气的成功率。
老油区疏松地层取心关键技术研究及现场应用
许俊良, 宋维华, 任红
2012, 40(5): 26-29. doi: 10.3969/j.issn.1001-0890.2012.05.006
摘要:
疏松地层松散,岩心难以成形,取心难度大。为进一步提高疏松地层取心收获率,针对疏松砂岩地层孔隙度较高、岩性脆等特点,采用滤失量低的取心钻井液,低钻压、低转速和小排量的取心参数,及切削型取心钻头和全封闭岩心爪,形成了老油区疏松地层取心关键技术。该技术在现场应用14口井,取心进尺311.36 m,平均岩心收获率达到85.40%。应用结果表明,该技术有利于保护岩心、提高岩心收获率,能够满足浅层疏松砂岩地层取心的需要。
抗高温无黏土相钻井液体系研究与性能评价
吕开河, 杨鹏, 李建成, 隗虎, 王晓军
2012, 40(5): 30-34. doi: 10.3969/j.issn.1001-0890.2012.05.007
摘要:
为了使钻井液摆脱对黏土的依赖,较好地保护油气储层和提高钻井速度,通过引入磺酸基团和阳离子单体,合成了增黏降滤失剂SSDP;对增黏剂、降滤失剂、润滑剂和防塌抑制剂进行优选和复配,研制出了抗高温无黏土相钻井液,并对其进行了性能评价。结果表明:所研制的钻井液具有较好的抗温性能,耐温能力达160℃;具有较好的抗劣土污染能力,抗劣土污染容量限达到10%以上;润滑能力接近油基钻井液水平;岩心渗透率恢复率大于90%,具有较好的储层保护效果。由性能评价结果可以看出,该钻井液较好地解决了以往无黏土相钻井液在高温下聚合物降解造成的黏度下降问题,保证了钻井施工的安全进行,具有较好的经济效益。
抗高温水泥浆体系研究与应用
于永金, 靳建洲, 刘硕琼, 袁进平, 徐明
2012, 40(5): 35-39. doi: 10.3969/j.issn.1001-0890.2012.05.008
摘要:
为了解决现有水泥浆体系抗高温能力差的问题,研制了抗高温降失水剂DRF-120L和与之配伍性好的其他抗高温水泥外加剂,开发了一种以抗高温降失水剂DRF-120L为主剂的抗高温水泥浆体系。在室内对该抗高温水泥浆体系的性能进行了评价,结果表明:该水泥浆体系能抗200℃高温;抗盐性能好,即使采用饱和盐水配浆,性能也能达到高温深井固井要求;失水量可以控制在100 mL以内;稠化时间易调;水泥石抗压强度高。该抗高温水泥浆体系在辽河油田、塔里木油田及华北油田的7口高温深井固井作业中进行了应用,固井质量全部达到合格以上。这表明该抗高温水泥浆体系综合性能能满足高温深井固井要求,解决了水泥浆体系抗高温能力差的问题。
大斜度井偏心环空注水泥顶替数值模拟研究
李明忠, 王成文, 王长权, 郭胜来, 方群
2012, 40(5): 40-44. doi: 10.3969/j.issn.1001-0890.2012.05.009
摘要:
为了进一步了解大斜度井注水泥顶替机理,提高注水泥顶替效率,借助计算流体力学软件Fluent,建立了大斜度井环空三维模型,采用流体体积法进行了水泥浆顶替钻井液的数值模拟研究。分析了井斜角、偏心度以及水泥浆与钻井液的密度差对顶替效率和顶替界面稳定性的影响规律:增大井斜角会降低注水泥顶替效率;在大斜度井偏心环空中,随着水泥浆与钻井液密度差的增大,顶替效率先增大后降低;在大斜度井中,套管偏心并不完全是降低顶替效率,当套管具有一定偏心(建议偏心度取为0.1~0.2)时,可在一定程度上阻止由于正密度差造成的水泥浆在环空低侧窄间隙突进,从而提高顶替效率。通过数值模拟,总结了大斜度井与直井注水泥顶替机理的区别,为大斜度井注水泥顶替参数设计提供了一定的参考和理论依据。
页岩自吸水化控制剂的研制与性能评价
石秉忠, 夏柏如, 高书阳, 唐文泉, 徐江
2012, 40(5): 45-49. doi: 10.3969/j.issn.1001-0890.2012.05.010
摘要:
为了有效控制页岩亲水性和毛细管自吸效应导致的水化破坏, 进行了页岩自吸水化控制技术室内研究。通过优化多种两亲表面活性剂复配增效的配比,以及岩样表面滴润与浸泡效果对比评价等,研制出了自吸水化控制剂FZXJ。室内评价试验结果表明,FZXJ的接触角为78.8°,岩样被处理后吸水量为0,水化作用明显降低,岩样完整,且与聚合物钻井液具有较好的配伍性。FZXJ具有较为突出的两亲能力,具有较强的优先吸附、主动防止页岩毛细管效应自吸水化功能,可以降低滤饼形成前的吸水量,与钻井液中的抑制剂、封堵剂协同作用,可起到强化井筒、稳定井壁的作用,具有较好的应用价值。
轴向拉力作用下复合钻柱允许扭转圈数的计算方法
张彦虎, 何伟波
2012, 40(5): 50-53. doi: 10.3969/j.issn.1001-0890.2012.05.011
摘要:
深井、超深井钻井中经常使用复合钻柱,如出现卡钻等井下故障,处理时需要计算复合钻柱允许扭转圈数,但目前尚没有关于复合钻柱允许扭转圈数的计算方法。为此,从材料力学基础理论入手,建立了复合钻柱各分段最大剪切应力与几何尺寸之间的数学关系式和各分段谁先达到许用值的判定式,并推导出了在轴向拉力作用下的复合钻柱允许扭转圈数计算式。实例验算表明,推导出的轴向拉力作用下的复合钻柱允许扭转圈数计算式具有科学性和合理性,对处理深井、超深井复合钻柱卡钻等井下故障具有指导作用。
国内外钻井模拟技术现状及展望
孙旭, 赵金海, 滕春鸣, 杨传书, 王明方
2012, 40(5): 54-58. doi: 10.3969/j.issn.1001-0890.2012.05.012
摘要:
钻井模拟技术可为降低钻井成本和施工风险、提高钻井速度提供有力的辅助决策支持,目前仍然是国外的研究热点。掌握国内外技术现状和发展趋势是开展钻井模拟技术研究的重要基础。从钻井工艺流程操作训练培训模拟、钻井过程模拟、钻井技术经济评价模拟等3个方向,阐述了钻井模拟技术研究现状,分析了国内外有代表性的钻井模拟系统的功能和特点;从钻井模拟模型研究、钻井培训模拟器研制、钻井模拟系统研发等3个方面,分析了我国与国外先进水平的主要差距。在此基础上,提出基于虚拟现实技术的钻井模拟系统将是下一步钻井模拟技术研究与应用的主导方向;认为目前国内钻井模拟技术的研究重点将集中在地质模拟模型的研究与验证、钻前工程设计模拟优化技术、钻井过程的实时模拟与预测技术、基于实钻井的培训模拟器研制等方面。
大庆海拉尔油田钻井提速难点与对策
李杉, 云海涛
2012, 40(5): 59-62. doi: 10.3969/j.issn.1001-0890.2012.05.013
摘要:
大庆海拉尔油田地层倾角大、断层多、研磨性强、可钻性差,存在钻井速度低、防斜打快矛盾突出、钻井周期长等问题,严重影响了海拉尔油田勘探开发进程。为了提高海拉尔油田钻井速度,缩短钻井周期,针对海拉尔地区的地质特征,开展了提速配套技术攻关。通过统计海拉尔油田已钻井资料和分析地层的特殊地质特征,找出了影响该油田钻井速度提高的主要因素,在井身结构优化设计、优选钻头、强化钻进参数、采用复合钻井技术、应用垂直钻井工具等方面进行了深入分析和研究,制定了合理的技术措施,并进行了现场试验,钻井速度提高26%以上,钻井周期缩短23%以上。这表明海拉尔油田钻井提速配套工艺技术对于该油田的高效开发具有重要意义,但还需加强高效钻头和高性能动力钻具的研制与引进,以及钻井新技术的应用,以进一步提高钻井速度。
海塔油田螺旋井眼的形成原因与预防措施
常雷
2012, 40(5): 63-66. doi: 10.3969/j.issn.1001-0890.2012.05.014
摘要:
海塔油田所钻井中螺旋井眼比例大,造成对比分层不准、油水层识别困难,给地质分层解释带来不利影响。为解决该问题,分析了螺旋井眼的产生机理;结合海塔油田地质特征和钻井施工现状,从地质因素和工程因素2方面研究了海塔油田产生螺旋井眼的主要成因;对钻井工具、钻头、钻井参数和钻井施工措施等进行了分析总结,形成了海塔油田预防螺旋井眼的技术措施。该技术措施的主要内容是:采用直螺杆钻进,弯螺杆纠斜,使用钟摆钻具组合以增大钻具组合刚度,稳定钻具的工作状态;采用保径钻头,降低钻头侧向切削井壁;控制钻压和钻速,及时修正井壁,保证井壁光滑。现场试验表明,该技术措施可大大降低螺旋井眼的发生概率,保证海塔油田地质分层和油水层识别准确及测井工作的顺利进行。
水平井分段压裂射孔间距优化方法
尹建, 郭建春, 曾凡辉
2012, 40(5): 67-71. doi: 10.3969/j.issn.1001-0890.2012.05.015
摘要:
为了使水平井分段压裂形成更为复杂的裂缝网络体系,提高油气井产量,以均质、各向同性的二维平面应变模型为基础,建立了人工裂缝诱导应力场数学模型,并结合诱导应力场中水平最大、最小主应力方向发生转向作为裂缝转向判断依据,形成了射孔间距优化方法。研究结果表明,随着裂缝间距的增大,诱导应力分量逐渐减小;裂缝间距一定时,在最小主应力方向附加的诱导应力比最大主应力方向附加的诱导应力大,两者之差呈现先增大后减小的变化趋势。对川西水平井射孔簇间距进行了优化,压裂后输气求产,与邻井选取较大射孔簇间距压裂求产对比,增产效果明显。该射孔间距优化方法对低渗透储层水平井分段压裂设计有一定的指导意义。
基于剩余油分布的分层注水井各层配注量确定方法
贾晓飞, 马奎前, 李云鹏, 周海燕, 张俊
2012, 40(5): 72-76. doi: 10.3969/j.issn.1001-0890.2012.05.016
摘要:
分层注水开发中,各层配注量的常用确定方法没有考虑小层剩余油分布情况,为此,研究了确定小层配注量的新方法。从生命旋回理论和逻辑斯蒂增长规律出发,推导了采出程度与累计注入水体积之间的定量关系。按照小层剩余储量分布规律,以提高注水波及效率和剩余油动用程度为目标,建立了基于剩余油分布的分层注水井各小层合理配注量计算新模型。运用精细数值模拟方法分析了厚度法、地层系数法和剩余油法分层配注与油田各开发阶段的适应性,结果为:含水率小于50%时,推荐使用厚度法;含水率为50%~80%时,推荐使用剩余油法。研究成果在渤海SZ油田F6井进行了现场应用,应用效果显著,井组含水率下降8%,净增油7 766 m3,表明分层配注新方法及各层配注量确定方法适应性研究成果可用于指导分层注水井各层配注量的优化调整。
高黏度牛顿流体中砂粒运动实验研究
李健增, 汪志明, 芮阁, 任众鑫, 廖小波
2012, 40(5): 77-81. doi: 10.3969/j.issn.1001-0890.2012.05.017
摘要:
为了解决疏松砂岩稠油油藏开采过程中的砂粒运移问题,基于固液两相流理论及实验流体力学理论,利用研制的高黏度流体颗粒自由沉降实验装置,分别开展了高黏度牛顿流体中球形颗粒的自由沉降实验、砂粒的自由沉降实验和不同含砂体积分数下混合黏度变化规律实验,根据实验结果,建立了不同粒径范围的阻力系数模型以及混合黏度模型。研究表明,高黏油混合黏度存在相应的临界值,在实验条件下,含砂体积分数为0.1%时,混合黏度达到最低,不利于携砂。结合上述模型和实验结果,建立了高黏度牛顿流体中的砂粒运动模型,揭示了高黏介质中颗粒的特定运移规律,为今后稠油携砂流动规律理论研究奠定了基础。
蒸汽驱稠油井防汽窜高温凝胶调堵体系试验研究
张弦, 王海波, 刘建英
2012, 40(5): 82-87. doi: 10.3969/j.issn.1001-0890.2012.05.018
摘要:
为了提高腐殖酸钠调堵剂在注蒸汽高温条件下的性能,对控制汽窜高温凝胶调堵体系进行了研究。将腐殖酸钠进行硝化处理,并辅以交联剂,以具有较长的成胶时间和较高的成胶强度为标准,考察了硝基腐殖酸钠、甲醛和间苯二酚的质量分数,盐质量浓度及pH值对凝胶调堵体系性能的影响,从而配制出具有耐高温性能的硝基腐植酸钠凝胶调堵体系,并通过试验对其性能进行评价。控制汽窜高温凝胶调堵体系的最佳配方为1.5%~2.5%甲醛+1.0%~2.0%间苯二酚+8.0%~10.0%硝基腐殖酸钠。该调堵体系具有很好的抗盐特性及耐温性能,质量浓度10 000 mg/L NaCl和质量浓度4 000 mg/L CaCl2对其性能影响不大,最高可耐290℃的高温。该调堵体系对不同渗透率的岩心都具有良好的封堵效果,封堵率在95%左右,能选择封堵高渗透层,起到调剖堵水的作用。这表明该凝胶调堵体系能封堵高渗透层,起到调剖的作用,能满足蒸汽驱稠油井防汽窜的要求。
中高含水油井防偏磨水基润滑液的研制与应用
付亚荣
2012, 40(5): 88-91. doi: 10.3969/j.issn.1001-0890.2012.05.019
摘要:
为更好地延长中高含水期偏磨油井检泵周期,借鉴机械切削、磨削、拉拨、轧制和液压传动等领域广泛应用的水基润滑理论,以聚氧乙烯丙三醇硼酸酯硬脂酸酯、脂肪酸咪唑啉硼酸酯、两性表面活性剂SS-Z、聚氧乙烯烷基苯酚醚磺酸钠盐等为主剂,添加氟碳表面活性剂和维生素C合成了FYR-4水基润滑液。该润滑液体系中高反应活性的磷和氮、脂肪酸分子所形成的吸附膜和摩擦化学反应膜,具有优良的抗磨减摩性能和生物降解性。30余口油井的现场应用表明,油井日常维护中添加0.25%~0.50%的水基润滑液FYR-4后,检泵周期平均延长275 d,应用效果良好,为中高含水期油井偏磨治理提供了新途径。
利用X荧光元素录井资料评价页岩脆性的新方法
张新华, 邹筱春, 赵红艳, 李芳, 秦黎明
2012, 40(5): 92-95. doi: 10.3969/j.issn.1001-0890.2012.05.020
摘要:
为了对页岩气藏的可压性进行评价,指导储层改造选层,研究了评价页岩地层脆性的方法。基于矿物组成与岩石力学性质之间的关系,根据页岩矿物组成来表征其脆性的思路,在测得页岩地层化学元素组成后,经过相关性分析,选取能代表砂质、泥质和钙质的元素,采用适当的计算方法来求取砂质、泥质和钙质含量,并建立基于矿物组成的页岩脆性评价方法。利用该方法对3口页岩气井的元素录井资料进行了分析,其结果和ECS测井解释结果之间有较好的线性关系;与X衍射矿物测试进行了对比,数值整体趋势一致,可对比性强,能够满足现场实时评价页岩脆性的要求。这表明利用元素录井资料对矿物组成进行建模来表征页岩脆性的方法是可行的,可为页岩气藏压裂改造选层提供一种手段。
考虑启动压力梯度的低渗底水气藏见水时间预测
张庆辉, 李相方, 张磊, 袁海菊, 赖令斌
2012, 40(5): 96-99. doi: 10.3969/j.issn.1001-0890.2012.05.021
摘要:
由于存在启动压力梯度,低渗透底水气藏中的水锥动态不同于常规底水气藏,因而利用常规预测公式计算气井见水时间,其计算结果肯定与真实情况有偏差。建立了底水气藏的水锥过程模型:气井钻开部分气层,射孔段为平面径向流,射孔段以下为平面径向流和半球面向心流的组合。依照该模型,假设储层水平、均质、等厚且具有各向同性,水以活塞方式驱气,气、水的密度和黏度均为常数,气水界面内外的压力梯度相同,忽略重力和毛管力。在此假设条件下,推导出了考虑启动压力梯度的低渗透底水气藏气井见水时间预测公式。将该公式与Sobocinski-Cornelius方法进行了实例计算对比,发现该公式计算的见水时间更接近于实测值;且利用推导出的预测公式计算的见水时间随着启动压力梯度的增加不断缩短,这符合定产量生产条件下,启动压力梯度越大则井底压力越小,底水与井底之间的压差越大,从而更容易发生底水锥进的实际情况。
组合射流PDC钻头试验研究
杨永印, 牛似成, 徐希强
2012, 40(5): 100-105. doi: 10.3969/j.issn.1001-0890.2012.05.022
摘要:
为了将不同射流方式应用于PDC钻头以改变井底流场,并给钻头提供设计依据,通过数值模拟和室内试验分析了反向射流对井底流场的影响规律,并对旋转射流的破岩能力进行了评价。结果表明:PDC钻头加装反向射流喷嘴之后,钻头破岩部位压力降低,并且压降随着反向射流喷嘴距钻头底部距离的增大而减小,随反向射流流量的增大而增大,上部钻井液液柱压力对压降影响不大;在相同压降或排量下,旋转射流较普通直射流有更好的破岩能力。根据试验结论研制出了反向射流与旋转射流组合的PDC钻头,并在坨747井进行现场试验。结果表明,坨747井采用组合射流PDC钻头后,与采用普通PDC钻头的邻井相比,钻速提高40%以上。这表明,将反向射流和旋转射流组合应用于PDC钻头,可以明显提高机械钻速。
精确监测井底溢流的井下微流量装置设计与试验
屈俊波, 陈平, 马天寿, 黄万志, 胡泽
2012, 40(5): 106-110. doi: 10.3969/j.issn.1001-0890.2012.05.023
摘要:
为了能够准确判断井下复杂情况,基于节流压差原理,以稳定器结构为基础,研制了一种井下压差式环空微流量测量装置,精确测量从钻杆进入井底和环空返回流体流量的微小变化,并通过MWD将井下数据实时传输至地面上,提高了微流量装置对井底复杂情况的判断能力和监测精度,实现了对井底溢流的实时监测。根据建立的微流量测量短节的理论模型,推导出溢流时流量变化与压差的关系式,采用ANSYS有限元模拟软件进行了不同工况模拟,并与现场采集的试验数据进行了分析对比。现场试验表明,微流量测量装置运行稳定、无故障,经受住了现场多种工况的考验,实际测量灵敏度达到了0.5 L/s,对监测井底溢流、特别是气侵具有明显的优势。
流场诱导API圆螺纹油管接箍失效分析及结构优化
严仁田, 王峰, 张德平, 朱红钧, 曾德智
2012, 40(5): 111-114. doi: 10.3969/j.issn.1001-0890.2012.05.024
摘要:
油管柱失效的主要形式是油管螺纹连接失效。目前对油管螺纹连接失效的研究主要集中在载荷作用下的螺纹受力和变形分析,对螺纹连接处流场突变导致失效的研究较少。利用流体动力学计算方法,对API圆螺纹油管接箍流场内部的流体建立控制方程,采用FLUENT软件进行流场模拟,对接箍连接的"J"形区的压力、速度分布情况进行了分析,并提出了改进措施,对流道进行优化。"J"形区的流场模拟计算发现,流体因高速流动产生涡流和压力突变,进一步影响流体性质并冲击接箍内壁。API油管接箍结构优化后,避免了压力和速度的突变,有利于流体流通,为油管的优化设计提供了理论依据。
超深水防喷器组及其控制系统配置探讨
曹式敬
2012, 40(5): 115-118. doi: 10.3969/j.issn.1001-0890.2012.05.025
摘要:
超深水海域海洋环境极其复杂,对保证钻井安全的防喷器组及其控制系统的要求非常高。针对目前超深水防喷器组及控制系统没有统一的配置规范与标准和我国该方面产品研发及配置尚处于起始阶段的现状,提出了一种比较合理的防喷器组及控制系统配置方案。分析该方案中防喷器组中各种防喷器的功能和作用及控制系统的控制方法和特点,发现该方案与现行技术标准及HYSY981超深水钻井装置的防喷器组及其控制系统的配置方案相比,提高了对剪切防喷器的要求,并将备用控制系统和特殊控制系统作为了必配项目,超深水钻井作业的安全性和可靠性明显增强。
一体化旋流冲壁工具的研制与应用
唐佳, 梁红梅, 李亚方, 武宗刚
2012, 40(5): 119-122. doi: 10.3969/j.issn.1001-0890.2012.05.026
摘要:
目前海上井下作业,尤其是深井替浆作业效率很低,在通井和刮削时为保证井下安全,缩短施工周期,降低作业成本,基于对旋流冲壁工具结构、工作原理及相关设计计算的研究,并通过地面模拟试验及反复修正,最终研制出了一体化旋流冲壁工具。理论分析认为,一体化旋流冲壁工具通过水力驱动方式,可实现一趟工艺管柱解决深井替浆及清理井底沉砂的功能。该工具在包括A油田C区块33号井和B区块7号井在内的多口井进行了现场应用,起下钻均正常,未出现阻卡现象,施工安全可靠,且提高了生产时效,平均每口井创造的经济效益达48万元,经济效益显著。
阿北1井垂直钻井工具应用分析
陈涛, 蒋西平, 魏强, 冉照辉, 帕提古丽·亚尔买买提
2012, 40(5): 123-126. doi: 10.3969/j.issn.1001-0890.2012.05.027
摘要:
为解决塔里木盆地两北地区二叠系地层底部-志留系地层采用常规钻具组合钻井时井斜严重及防斜与打快矛盾突出的难题,阿北1井进行了VTK垂直钻井系统防斜打快试验。VTK垂直钻井系统为一种闭环自动垂直钻井系统,在工作中可主动启动液压部件,通过1~2个肋板向井壁施加一定的作用力以对抗井斜趋势,以保持井眼按垂直方向钻进。现场试验结果表明:阿北1井应用VTK垂直钻井系统钻进深部易斜地层时,井斜角控制在0.14°~2.09°,大部分井段的井斜角小于1.00°;大部分试验井段(5 331.00~5 532.00和5 698.8~5 965.15 m)机械钻速可达2.34~1.17 m/h,与常规钟摆钻具组合相比,机械钻速提高17%~21%。这表明利用VTK垂直钻井系统基本可以解决塔里木盆地两北地区井斜控制困难及防斜与打快突出的难题,但为充分发挥VTK垂直钻井系统防斜打快的优势,需在钻头选型、钻井液性能优化及应对井下故障能力等方面进行进一步研究。