StimGun复合射孔技术的应用

随着油井勘探开发的深入,低孔、低渗、致密岩性的非常规油气层在油气储量中占较大的比例,由于其储层性质差,勘探开发难度大,采用常规射孔很难取得理想的效果.StimGun复合射孔技术是在射孔枪起爆后,推进剂燃烧产生高能气体,高能气体进入射孔孔道并在射孔孔眼周围形成多径向裂缝,从而沟通了天然裂缝,改善了油气流动通道,提高渗流能力.介绍了该技术的工作原理和技术优势,并通过现场试验、总结和完善,形成了一套满足于不同地质条件的、集安全施工设计和作业效果评价为一体的stimgun复合射孔技术.该技术成功应用于四川LG区块的射孔作业中,能有效的控制裂缝高度,达到清楚地层污染而又不出水的效果,对地透气性地层具有较好的改造作用,取得较好的作业效果.     

复合射孔技术在低渗油田的应用

通过对聚能射孔和复合射孔2种射孔技术的技术原理进行分析和比较，说明复合射孔技术能够显著地增加生产层的渗透性，并能克服常规聚能射孔带来的污染．又着重分析了复合射孔技术在孤东油田的应用情况，说明该技术值得在低渗油田大力推广。     

Y441型封隔器的研制及在气井完井射孔联作中的应用探讨

针对气井先射孔后压井完井的工艺存在易伤害气层的问题。在大庆敖南油田的一口水井改气井中,利用了Y441型封隔器完井管柱串和射孔管柱串同时入井,射孔后不动管柱直接完井的联作工艺。该井应用的Y441型封隔器通过计算机辅助工程方法进行了强度校核,现场证明满足了施工要求。该联作工艺的实施有效解决了上述问题,具有显著的经济和社会效益。     

复合射孔与高能气体压裂技术在油田开采中的应用

复合射孔与高能气体压裂技术是我国近几年兴起的一项新的油层增产技术，能较好地解决普通射孔在现场中存在的无法解除地层污染、射孔形成的渗流面积小，同时易造成二次污染等问题，且增油效果显著。其主要有3种类型：混合组装型、分体组装型和加载组装型。尤其是混合组装型和加载组装型结构技术在低渗透油藏或特低渗油藏推广应用的意义重大。     

复合射孔上部压井液运动机理试验

建立了复合射孔相似模拟试验装置,利用该试验装置观测了不同高能气体压力及压井液高度作用下的压井液运动状态,并对实测压力曲线及压井液的受力状态进行了分析.结果表明:井底的高压气体与上部压井液之间的作用是一个复杂的气液作用过程,是多种因素共同作用的结果;在高压气体与上部液体作用过程中,底部作用层位压力剧烈变化,压井液高度越高,底部高压气体的压力越大,高压持续时间越长;压井液的受力是逐层传播的,受液体压缩和摩擦阻力的影响,压力在传播过程中不断衰减;采用在压井液上液面封挡的方法,能够提升复合射孔过程中的作用压力,增加高能气体能量的利用率,但也会造成瞬时的冲击高压.     

低渗透岩芯实弹射孔实验研究

针对低渗透露头岩芯进行了实弹射孔实验,对射孔孔眼穿透深度、孔眼周围渗透率变化情况进行了分析。结果表明:孔眼周围的渗透率变化规律和常规地层不同,沿孔眼轴线方向,渗透率呈单调下降趋势,孔眼末端的渗透率接近于原始值;在沿孔眼径向方向,渗透率也呈下降趋势,压实带特征不明显,且压实带部位的渗透率仍明显大于岩石原始渗透率;低渗透岩石射孔孔眼穿透深度明显比常规储层中小。由于常规射孔技术对低渗透储层的改造深度有限,应大规模推广采用复合射孔等新技术以改善射孔效果。     

核磁共振成像在射孔完井中的应用

在实验室条件下对贝雷砂岩进行射孔试验,并分别对射孔后的靶体进行酸化、压裂工艺处理,利用核磁共振和工业XCT技术分别对未射孔的靶体、射孔后的靶体、射孔后酸化的靶体、射孔后压裂的靶体进行测试。定量分析了射孔对砂岩靶体的损害及酸化、压裂对射孔损害的解除作用,并进行现场试验验证。对合理有效地规划油田采油工艺具有一定的参考价值和指导意义。     

可编程控制器在射孔弹压装系统中的应用

从可编程控制器的选型原则、系统设计、编程方法和安装调试等几方面阐述了可编程控制器在射孔弹压装系统中的应用,系统实现了自动化,提高了系统的稳定性、安全性和生产效率.     

定方位射孔在黄陵油区的应用及效果评价

定方位射孔是一种可以实现井下有方向性射孔的新技术。通过实现最大主应力方向的射孔，可有效降低地层破裂压力和地面施工压力，提高压裂效果。本文通过对定方位射孔工艺技术的介绍，利用岩石力学，油藏地质学，流体力学等相关学科知识，结合其在黄陵地区的应用效果，利用取得的现场压裂施工数据，试油结论分析了定方位射孔技术对压裂效果的重要影响。     

力法在多封隔器管柱轴向力分析中的应用

坐封后,多封隔器管柱为超静定结构,常规单封隔器管柱轴向力的求解方法不适用于该结构。鉴于此,以直井多封隔器管柱为研究对象,基于力法和杆件变形理论,建立了多封隔器管柱超静定结构轴向力的计算模型,推导出轴向力的表达式。以四封隔器管柱为例,考虑压裂工况,分析了温度效应和鼓胀效应下四封隔器间3段管柱的轴向力,对比了文中方法与传统计算方法的结果。研究表明:两种算法计算的差值与温度和压力及其变化量无关,而与封隔器间管柱段的长度有关;两者差值随井深的增加而增加;某段管柱长度的变化对上部管柱段的差值没有影响,而使下部管柱段的差值变化。与传统计算公式逐段计算管柱受力不同,该方法可同时计算封隔器间每段管柱的轴向力,结果更加精确。     

水力喷砂射孔与起裂大型物理模拟试验

采用油田现场使用的施工参数、喷射工具和施工设备,用与长庆油田长6地层对应的露头岩样制作靶件,模拟水力喷砂射孔与起裂的过程,进行大型物理模拟试验,并用专用工具解剖试验靶件。结果表明:喷砂射孔的完整孔形呈泪滴形,分为套管穿孔段、入口反溅段、水泥环缩径段和主体段4部分;起裂后的孔道末端还有一狭长的剑形通道;试验条件下,射流速度超过一定限度后会导致靶件起裂,表明射流速度提高可使孔内局部增压显著;起裂后射流顺裂缝方向冲刷形成剑形通道,使喷砂射孔通道成倍增长,有利于改善穿透效果;多个喷嘴射出的孔道保持各自独立的孔形,起裂后的裂缝可连通各个孔道,在试验条件下多个射流通道共同作用可引导近井地带裂缝的形成与扩展。     

大通道逐级解封可洗井封隔器的研制与应用

随着油田开发进入高含水后期,为满足细分注水层段逐渐增多的需求,研究设计了大通道逐级解封可洗井封隔器。该封隔器通过对坐封、解封及洗井机构进行理论计算并设计新的结构,很好地解决了现有封隔器的缺点,为油田现阶段油层细分注水工艺的实施,提供了有力的技术保障。应用大通道逐级解封可洗井封隔器可有效控制油层注水,提高剩余油挖潜效果,使用过程中取得了明显的经济效益。     

水力射孔对地层破裂压力的影响研究

水力射孔辅助定向压裂可有效提高低渗透油田压裂效率，明显改善压裂效果。建立了包含地层-水泥环-套管的水力射孔井的三维力学模型，运用有限元数值模拟方法结合弹性力学理论和岩石的破裂机理，分析了水力射孔参数对地层破裂压力的影响。研究结果表明，沿着最大水平地应力方向进行交错布孔、选择射孔密度为4m^-1、增加射孔深度可以有效降低地层破裂压力。研究结果可为水力射孔辅助定向压裂工艺提供参数优选的依据。     

液压封隔器胶筒座封过程数值分析

液压封隔器是通过水力作用使胶筒在套管环空内鼓胀 ,而与套管内壁接触并产生一定接触压力 ,克服了封隔器上、下套管环空液流产生的压差 ,达到分层目的。在座封过程中 ,胶筒产生较大的几何变形 ,此时橡胶材料特性是非线性的 ,胶筒与套管内壁的接触过程也是一个状态非线性问题 ,即封隔器胶筒的座封过程是一个兼有状态、几何和材料的三重非线性问题。采用数值模拟方法 ,对封隔器胶筒压缩过程、座封后胶筒与套管的接触压力分布规律及胶筒与套管内壁之间摩擦系数对接触压力分布规律的影响进行了分析。研究结果表明 ,封隔器座封完成以后 ,上胶筒与套管的接触压力最小 ,中胶筒和下胶筒的接触压力依次增大 ,整体分布呈二次曲线形式。从单个胶筒来看 ,3个胶筒与套管接触面上的压力分布规律并不相同。上胶筒表面的接触压力呈拱形分布 ,而中间胶筒和下胶筒的接触压力呈鞍形分布。随着摩擦系数的增加 ,3个胶筒的接触压力都将降低 ,同时摩擦系数的变化也改变了 3个胶筒与套管接触压力的整体分布格局。当摩擦系数为 0 .3时 ,3个胶筒与套管接触压力最大值的变化梯度基本相等 ;当摩擦系数大于 0 .5时 ,只有下胶筒维持较高的接触压力。利用数值模拟方法 ,可以得到不同摩擦系数条件下胶筒的压缩位移与座封载荷变化的关系曲     

分层采油防砂卡封隔器的研制与应用

油层出砂是砂岩油层开采过程中的常见问题之一。出砂的危害极大,主要表现为：砂埋油层或井筒砂堵造成油井停产,出砂使井下设备严重磨蚀、砂卡,出砂井采油时经常会出现砂埋封隔器现象,造成液流不能流入油管,严重的情况会造成油井大修,经济损失严重,因此研究了分层采油防砂卡封隔器。该封隔器具有单独的进液通道和沉砂通道,不会出现砂卡封隔器的现象。下井后经验封试压,密封油套环空成功,达到了分采目的。到目前为止,已推广使用了10口井,工艺成功率100%。有效提高了油井免修期。     

脉冲冲击波有效作用距离影响因素模拟分析

利用数值模拟方法,分析储能、作业次数、弹性模量、地应力对重复脉冲冲击波有效作用效果的影响。结果表明:低储能时无法致裂储层,以解堵为主,高储能时可以使储层产生微裂缝提高渗透率;随着作业次数的增加,冲击波有效作用距离不断增加至最大值,此后再增加作业次数,有效作用距离基本不变;地应力对有效作用距离影响比较明显,随着地应力的增加,有效作用距离呈对数规律减小;在地应力较小、弹性模量较大时,随着作业次数增加有效作用距离增大,但试验表明作业次数增加会使储层软化,减小弹性模量,降低冲击波作业效果;当地应力较大时,弹性模量和作业次数对有效作用距离基本无影响,因此重复强冲击波对弹性模量大、地应力小的储层解堵、增产、增注效果较好,且存在一个合理的冲击波作业次数。实际应用时应根据储层参数选井,优化冲击波作业参数。     

多物质流体动力学界面追踪的Particle Level Set方法

为验证Particl Level Set方法界面处理的高精度,将Particle Level Set方法与流体动力学控制方程进行了耦合,用5阶WENO格式进行空间离散,采用3阶TVD-Ringe-Kutta方法离散时间导数,并用C++语言编制了程序. 运用该程序对激波与气泡相互作用问题进行了数值模拟. 与不同网格尺寸下的Level Set方法对比,结果表明Particle Level Set方法比Level Set方法界面处理精度更高.     

SiCp／ZA22复合材料的动态断裂机制

利用扫描电镜原位观察方法研究了ＳｉＣｐ／ＺＡ２２复合材料的断裂过程，结果表明，微裂纹的形成主要在基体中缺陷及晶界处形成，ＳｉＣ颗粒与基体良好的结合界面及颗粒周围基体的强化，使主裂纹的扩展绕过颗粒进行，并提出了ＳｉＣｐ／ＺＡ２２复合材料的断裂机制。     

近平衡正压射孔与负压返涌联作技术在海上油田的应用

疏松砂岩油藏储层岩石强度较低,若采用负压射孔完井方式容易造成地层出砂,甚至砂卡射孔枪;且负压射孔由于工艺限制不能一次射开大跨度的多个层位。针对海上疏松砂岩油藏,储层射孔段跨度比较大的难点,提出了近平衡正压射孔与负压返涌联作技术。由于海上作业平台的局限性,过大的返涌液如不能及时处理只能排入海中,将会对环境造成严重污染;因此在射孔作业前需对返涌量进行定量计算。根据不稳定渗流理论和负压返涌工艺,推导出了负压返涌量的数学模型,利用计算机编程、迭代求解,并分析表皮系数和返涌负压差对返涌量及返涌时间的影响。该技术已在海上油田现场应用,效果良好。     

水平井两相流变密度射孔模型研究

综合考虑水平井气液两相流体分层流动特性以及气液两相流体高速通过射孔孔眼所产生的非达西流动效应等因素,基于向井流流动模型和水平井筒气液两相分层流动模型,建立了水平井两相流变密度射孔优化模型。通过对所建模型的数值求解,揭示了变密度射孔完井水平井内气液两相分层流动规律,并对模型中产量、地层渗透率等重要参数进行了敏感性分析。结果表明,均匀射孔会导致水平井筒跟端的径向流入量大大增加,出现明显的端部效应,而通过调节射孔密度,可以有效地调整水平井生产剖面,尤其对于高渗油藏,变密度射孔能够有效地减缓可能出现的水气锥进,从而提高油田的开发效益。