摘要：新疆油田部分区块的地层压力系数普遍较低,连续管在水平井水力冲砂作业过程中经常面临漏失、井口失返等复杂情况。针对这一问题,采用低密度氮气泡沫液进行连续管冲砂作业,并设计了泡沫冲砂工艺、检测了低密度泡沫液性能。现场应用结果表明,与常规冲砂液相比,泡沫具有低密度,可实现低压或负压循环,减少漏失;氮气泡沫冲砂技术可以满足连续管冲砂的施工以及有效的井筒疏通,保障了连续管冲砂作业的安全高效运行,符合现场施工要求。

摘要：稠油携砂给地面生产设施及外输管道带来严重安全隐患,而稠油的高黏特性造成油砂分离困难。优化旋流器结构,探索旋流器高效除砂的进料条件范围对实现高黏稠油旋流除砂具有重要意义。为此,利用数值模拟方法,研究了不同稠油黏度、含水率和旋流器几何结构下的除砂率和压降。结果表明:油水混合液黏度对砂粒分离效率影响显著,远大于旋流器结构对除砂效果的影响;旋流器结构参数中的入口直径、溢流口直径、锥段长度对旋流场和除砂率影响最显著;控制分流比可减少油相从底流口流出,减少资源浪费,但在高黏低含水率条件下调控分流比才具有效果和意义。该研究结果可为稠油旋流除砂器结构优化和旋流除砂工艺设计提供借鉴。

摘要：为解决川东油气钻井中五宝场沙溪庙组硬塑性地层PDC钻头磨损严重、起下钻频繁的问题,开展了斧形曲面PDC齿在硬塑性地层破岩性能的研究。首先采用X射线衍射试验与三轴力学试验分别获取该地层岩石性质和力学参数,然后采用有限元仿真与试验相结合的方法开展斧形曲面PDC齿破岩性能研究。研究结果表明:斧形曲面PDC齿主要以剪切、挤压、犁切共同作用破岩;相较于常规PDC齿,斧形曲面PDC齿有更强的吃入岩石的能力和稳定性,能有效减小钻头异常振动,提高钻头寿命,并在不同磨损高度(0~3 mm)时,破岩比功降低2.2%~8.2%;根据试验得到斧形曲面齿较常规齿破岩性能提高了11.39%,且试验与仿真平均切削力误差仅为7.46%,验证了仿真模型的正确性。本研究表明斧形曲面PDC齿在硬塑性地层对提高破岩性能具有重要意义。

摘要：地应力的分布特征及断层稳定性对复杂区域的水平井井位部署、钻井方位及水力压裂设计等方面至关重要。准噶尔盆地构造运动剧烈,地层特征较为复杂,需厘清地应力变化规律,判别断层稳定性,把控钻井风险,以提高钻井作业效率。该文以区域地质构造、地震等资料为基础,优选地应力计算模型,进行三维地质力学建模。通过模型计算,得出区域地应力大小和特征,判断区域特征为走滑断层控制过渡到正断层控制;基于模拟结果对三段重点层位进行研究,分析得到断层对地应力变化规律的影响。利用Coulomb破坏函数对研究区域内5条主干断层进行力学判别,分析得到F1和F3断层处于稳定状态,F2、F4和F5断层处于不稳定状态,这一判断结果有助于实现钻井风险的及时预警。该研究通过系统的地质力学建模和断层稳定性分析,为复杂区域相关工程研究提供了理论支持,可以有效地提高钻井作业效率。

摘要：为了进一步提高压裂效率,降低压裂成本,在玛湖四井平台进行了双井同步压裂试验,即采用1套压裂车组对4口井及以上的多井平台中的2口井同时进行压裂作业。与同区块相同水马力传统拉链式压裂施工相比,双井同步压裂完井时间缩短45%,日均施工效率提高70%,但由于地质因素、工程因素和设备因素造成双井同步压裂施工不能同步,每段仅两簇的射孔设计导致孔眼堵塞引发施工压力突升,桥塞失封和移位造成施工压力突降。对目前存在问题分析后指出双井同步压裂实施还需在布井及钻井规划、核心设备升级和射孔方案优化等方面进一步攻关,形成适用于国内非常规油气田开发的双井同步压裂技术模板。

摘要：超长水平段连续油管作业过程中,连续油管由于质量轻、刚度小、挠度大、径向尺寸小,在上提、下放过程中容易发生屈曲甚至自锁,下放摩阻大,制约了超长水平段连续油管作业效率。为此,开展了考虑扶正器影响的水平井连续油管受力分析及摩阻计算研究。基于纵横弯曲连续梁理论,建立了三维空间内考虑扶正器作用的连续油管侧向力及摩阻计算模型,并以某油田J-3井开展了验证试验。结果表明:安放扶正器后,连续油管的下入能力增加,表现在管柱屈曲消失、下放井口轴向力增加、下放摩阻降低;同时,连续油管的安全性也有所提升,表现在上提井口轴向力降低、最大Mises应力降低。本文所建立的考虑扶正器作用下的连续油管受力数学模型和研究结果可为水平井连续油管作业扶正器安放及优化设计提供理论依据和设计参考。

摘要：在维修更换防喷器闸板、胶芯等作业前必须对防喷器关闭腔和开启腔卸压,而传统三位四通转阀存在操作复杂、压力浪费、各阀件磨损、管汇卸压后所有控制对象均无法远程操作的问题,为此,设计了自卸压四位四通转阀。在原有阀体及阀芯内部分别新增一条卸压油道,并将其改造成自卸压四位四通转阀,实际操作时只需将该转阀手柄扳至卸压位,便既能保留管汇压力,又可对维修作业对象进行独立卸压,卸压后仍可远程液压控制除维修对象外的其他控制对象,使得维修和更换防喷器闸板、胶芯等作业过程更加低耗、简单高效。该设计降低了各阀件长期开关造成磨损,大幅度提升了作业效率。

摘要：随着越来越多的深层油气资源进行勘探开发,油气井管柱所处的工作环境也急剧恶化,尤其是高温、高压、高产井“三高”油气井。为研究高压高产气井油管柱强度安全,建立高压高产气井油管柱动力学模型,通过高压高产气井油管柱安全系数法和高压高产气井油管柱三轴应力法对高压高产气井油管柱强度进行校核,对高压高产气井油管柱基本应力和管柱尺寸对管柱应力的影响进行分析。结果表明:随着产量的增加,管柱的横向位移不断增大;在0~20 s内管柱(H300 m、H600 m,其中H为深度)的横向振动应力幅值比管柱(H1660 m和H2540 m)大,管柱横向应力振动幅值较大,随后振动应力趋于稳定;在0~10 s,管柱纵向应力振动幅值较大,且越靠近管柱下部管柱的纵向振动应力越大;管柱在井口位置处轴向力最大;大尺寸管柱有利于降低高速流体诱发管柱的振动问题。研究成果可为高压高产气井管柱设计提供理论指导。

摘要：随钻测量是掌握井下实时钻进信息并在此基础上进行优化控制的最佳手段,目前在油气钻井中已大量应用。钻井液压力脉冲传输是随钻测量信号传输的主要方式,虽然应用广泛,但在传输速率、功耗和精度等方面仍存在较大提升空间。为此,研发了一种用于随钻测斜的磁流变液式负脉冲发生器。阐述了磁流变液式负脉冲发生器的结构与工作原理,设计了磁流变液式负脉冲发生器的结构模型;基于麦克斯韦方程组、安培环路定理和高斯磁通定理,确定了影响脉冲发生器制动性能的参数,主要有电流、磁流变液材料参数和磁导绕管壁厚等;在选定类型磁流变液材料的基础上,基于ANSYS Electronics软件研究了电流、磁导绕管壁厚等参数对感应电磁场强度及其分布特性的影响。研究所得的结构模型、理论分析方法、仿真分析结果等可为磁流变液式负脉冲发生器的开发提供支撑,促进随钻测量技术的发展。

摘要：以碳纤维抽油杆作业车夹持装置上的摩擦块在作业时对抽油杆产生剪切作用为切入点,通过有限元模拟仿真分析被剪切状态下碳纤维抽油杆的应力状态,对导致摩擦块产生剪切作用的因素进行仿真实验,并利用有限元软件响应面优化模块对关键零部件进行结构优化。研究表明:摩擦块进入夹持装置时的切入角与摩擦块的圆角是导致抽油杆被剪切的主要因素;以最小剪切应力为目标建立有限元模型,对摩擦块圆角以及决定切入角大小的导轨倾斜角进行优化,并根据优化结果设计了一种非对称式曲率连续的摩擦块圆角,当摩擦块横、纵方向的圆角尺寸分别为1.0 mm、13.5 mm,且导轨倾斜角为3°~9°时,碳纤维抽油杆进入夹持装置的剪切应力最小。