大庆油田控压钻井作业环空压力的计算

根据Beggs-Brill的流动型态模型推导出了控制压力钻井环空多相流的压力计算公式;并提出了井口回压对环空流态的影响。提出的计算模型已通过现场试验的验证。试验结果表明其误差只有3%左右,能够指导现场作业。为控制压力钻井技术在大庆油田的应用和发展提供理论依据。     

尼日利亚AKPO130深水油田开发井减小由温度引起套管附加载荷技术

由温度引起的套管附加载荷是深水气油田进行开发井套管强度设计时必须考虑的关键因素之一。深水油气田生产的井下油气会使套管间密闭环空内流体的发生受热膨胀,导致套管间密闭环空压力的增加,产生对套管的附加载荷。这种载荷往往超过现有套管的抗内压或抗外挤强度。针对温度引起套管附加载荷所带来的挑战,归纳总结多种目前世界深水井中采用的减小温度引起套管附加载荷的技术,详细介绍尼日利亚AKPO130深水油田开发井所选取的减小由温度引起套管附加载荷技术措施,分析了套管外安装可压缩泡沫材料对减少温度引起套管附加载荷的影响,对今后中国深水油气田开发井处理温度引起套管附加载荷的问题具有较好的借鉴意义。     

深水喷射井口结构套管水平承载力

提出了喷射结构套管管周扰动土体的抗剪强度增长规律的表达式,分析了扰动土体抗剪强度的增长对API建议的软粘土p-y曲线、管身土抗力和弯矩分布、管身挠曲变形及结构套管水平承载力的影响。研究结果表明：喷射后管周扰动土体的抗剪强度与时间对数近似呈线性关系;随着时间的增加,软粘土p-y曲线的极限土抗力和初始斜率逐渐增大,但增大的幅度逐渐减小;结构套管水平承载力也与其时间对数呈线性关系。     

谈套管钻井技术在钻井现场的应用

随着油田进一步开发，勘探与钻井技术进一步发展，套管钻井技术逐步提到议事日程。尤其是通过勘探开发的结合，人们对地下油藏认识进一步加深，从钻井成本、工期、地下油气居的污染角度，套管钻井技术有着较广泛的发展前景。     

套管钻井技术的应用和优势

套管钻井是一种相对较新的钻井技术,它能在一个钻进过程中同时完成钻井、下套管与固井作业。利用套管给钻头传递机械能和液压能。,这项技术是利用顶驱实现套管的旋转,并且仍然利用常规钻井中使用的钻头,随钻测井录井等工具和一些套管钻井专用的工具实现钻井,并能使用电缆起下钻具。介绍一些套管钻井中使用到的设备和工具,以及它和常规钻井相比较的优点。     

压力不确定条件下套管层次及下深确定方法

对压力信息具有不确定性的井,利用概率分析方法确定地层压力预测模型中参数的概率分布状态,通过直接理论计算或蒙特卡洛方法得出含有可信度的地层压力剖面;利用压力约束准则得出具有町信度的安全钻井液密度窗口,提出依据含有可信度压力剖面的自上而下和自下而上的井身结构设计方法.该方法避免了传统设计方法对关井井涌和压差卡钻深度进行试算和验证的过程,可得出连续的套管层次及下深范围,实例井的实际下深均在设计范围内,预测效果较好.     

井下套管阀应用介绍

井下套管阀是在进行欠平衡钻井中一种新型的非压井起下钻技术。能够有效的节约钻井成本,减少作业时间。在国外欠平衡钻井过程中已经得到广泛使用,在国内现在应用较少。本文介绍了井下套管阀的优势及组成部分,可供国内生产厂家参考。     

用于深水套管切割的水力式内切割装置设计及研究

随着中国进入深水勘探阶段,机械式割刀越来越难以快速、高效地进行深水套管切割。针对此问题,在课题组前期研究的基础上,设计了一种用于深水套管切割的水力式内切割装置,并针对其结构特点,对其工作原理进行了介绍。结合水力式内切割装置的结构与工作原理,建立了活塞与割刀的几何模型,分析了割刀刀尖切割半径与活塞位移间的关系,并得到了工具切割套管所需最大扭矩和井口转盘所需提供的最小扭矩的关系式;最后通过建立的相关数学模型,借助MATLAB软件对影响其切割效率的因素进行了分析,结果表明:(1)随着割刀端面角的增大,活塞所需移动位移也增大但工具切割扭矩却降低;(2)工具切削扭矩随钻井液驱动力的增加而增加;(3)井口扭矩随切削深度的增加而增加,在切削深度不变时,井口扭矩随着转速的增大而增大,并给出了最好切削效果下的割刀端面角和切割转速的建议。研究结果对用于深水套管切割的水力式内切割装置设计和优化具有参考价值。     

深水浅层破裂压力计算方法

假设深水浅部地层为均质、各向同性的理想弹塑性材料,将井眼周围的地层分为弹性区和塑性区两部分,地层屈服后服从Mohr-Coulomb强度准则,推导出深水浅层不排水时的塑性区半径和井周应力场的理论解答,引入土力学中的超孔隙压力理论,得出井眼钻开引起的超孔隙压力在井眼周围的分布规律,结合水力压裂理论分析了深水浅部地层的破裂机理并推导出破裂压力的理论公式。该理论的计算结果与工程实测结果接近,证明该理论的可靠性的。深水浅部地层未成岩,在分析深水浅部地层的地质力学问题时,应当考虑引入土力学中的相关理论进行分析。     

深水复合泡沫压缩性能试验与现场应用

深水油气井生产测试阶段采用复合泡沫材料技术能有效减缓环空热膨胀压力上升,保护管柱结构不受损坏,因此开展针对复合泡沫材料压缩性能的研究具有重要意义。根据Gibson模型中的多孔材料力学行为理论,对试制的复合泡沫材料进行压缩力学特征预测,在准静态单轴压缩试验和静水压压缩试验中,复合泡沫材料压缩过程中呈现出线弹性变形、屈服破坏和致密化压缩三个阶段的力学特征。分析了泡沫材料在不同配比、温度条件下的体积压缩率随静水压力的变化规律。试验结果表明：理论预测与试验结果基本一致,静水压力下的泡沫材料的启动压力要大于单轴压载屈服强度;环境温度对泡沫材料的体积压缩率影响不大,但会改变泡沫材料启动压力,随着温度的升高,启动压力会相应降低;不同微珠填充量对材料性能影响较大,随着空心玻璃微珠含量的增高,泡沫材料启动压力降低,体积压缩率增大。在案例井的现场应用中,证实了采用复合泡沫能有效控制环空热膨胀压力,保障管柱安全和井筒完整性。     

深水钻井井控技术

该文在对国内外深水井控技术充分调研的基础上,针对南中国海深水钻井井控特点和难点,结合近年南海深水钻井设计和作业经验,详细分析了深水钻井井控存在的地层压力窗口窄、溢流监测困难、压井难度大和压井作业时间长、井控设备复杂、存在水合物风险等问题,研究提出了有针对性的解决方案,可为南海深水钻井井控作业提供参考。     

欠平衡钻井地层出气量对环空压力影响分析

采用欠平衡钻井技术钻遇裂缝、溶洞或高气油比油气藏时,地层气体会在重力置换作用和压差作用下进入井筒,对环空压力剖面产生影响。出气量不同对环空压力的影响不同。建立了环空气液两相流动模型并采用Mathcad编制程序求解模型、实例分析了出气量对流型、环空含气率、密度及环空压力的影响。分析结果表明:环空不同井段流态不同,随着出气量的增加,环空依次会出现搅动流和环雾流,对携岩不利;随着出气量的增大,环空含气率增大,密度减小,且出气量对含气率和密度的影响程度井口比井底大得多;井底压力随出气量基本呈线性规律变化。     

引进人工海底概念的深水钻井技术

申海油COSL公司与挪威ADTH公司合作开展ASDD项目。在项目进行过程申，COSL进行了大量的理论研究与试验论证工作，先后在国内外进行了9项专题研究，包括一系列计算机模拟与水中模拟试验，取得了大量研究数据；并于2008年6月初，在中国南海某地，进行500m水深的现场试验，获得了初步成功。     

石油套管卡瓦在煤田钻探大口径下套管中的应用

使用石油钻井工具：钻杆吊卡、套管吊卡和套管卡瓦,可广泛应用于煤田地质钻孔起下深孔套管及大口径钻孔大吨位的套管下入。简要介绍我队近几年来多个下套管的实例,用实践证明该工艺安全可靠,取得的良好效果。     

深水钻井井身结构设计参数的选取

深水钻井具有自然灾害多、安全作业窗口窄、完井井眼大的特点。在实际工程设计中面临着套管下入层次多、可选尺寸少等问题,增加了深水井身结构设计的难度;因此在实际工程中特别需要更科学的井身结构设计方法。鉴于目前海洋钻井手册井身结构设计采用的设计参数是陆地钻井的经验值,缺乏对深水作业特点的考虑,因此十分有必要研究这些参数对于深水的适用性,以避免因设计不合理而造成的井下事故。在充分考虑深水钻井特点的基础上,给出了深水油气井井身结构设计参数的选取办法及推荐值;与传统的井身结构设计方法相比,深水井身结构设计还要考虑深水作业过程中隔水管解脱的工况,以及当量循环密度、井涌余量等参数的影响。研究对陆地及浅海钻井井身结构设计也具有一定的借鉴作用。     

海洋深水钻井新概念——“ABS”装置

ABS是一种人工浮筒海底,是一种为解决将半潜式钻井平台用于深水作业的低廉的作业手段。ABS通过将人工浮筒放置在海面下300米的海洋深处,并将BOP置于ABS之上,来延伸和扩展半潜式钻井平台的钻井能力,以有效利用现有的半潜式钻井平台,达到对1500米的深水油田进行低廉开采的目的。     

深水钻探井筒温度场的计算与分析

通过对海水温度数据回归分析,得到了南海海水温度场随深度的分布.以传热学基本理论为基础,通过理论推导,得到了循环及停止循环条件下的深水钻探井筒温度场理论计算公式.计算结果表明,循环钻进期间,要维持隔水管内的温度,应保证隔水管的保温层完好,并在满足钻井施工条件下尽量增大循环排量;停止循环时,随着关井时间的增加,井筒内流体温度逐渐接近外界环境温度,为避免在井筒及防喷器处生成大量水合物,关井时间要尽量短.     

深水钻井环空ECD计算

随着海洋油气藏的勘探和开发,钻井工艺技术面临着新的挑战,准确计算深水钻井环空当量循环密度（ECD）值对防止井漏和井喷有重要的意义。本文结合前人计算环空ECD的模型和深水条件给出了一种计算深水钻井环空ECD的计算方法。     

石油套管钻井中套管柱疲劳寿命实验研究

根据相似原理,在对比例试件进行多轴疲劳实验的基础上,采用Von Mises等效应力准则进行等效转换和修正,获得了石油套管管体疲劳寿命的预测模型;按照API SPEC STD 5B标准,将J55钢圆棒材料加工为偏梯形螺纹的牙型缺口试件,通过多轴疲劳实验和回归分析,获得了基于应力和应变的两参数和三参数模型以及类Manson-Coffin模型,可用来预测套管钻井螺纹接头的疲劳寿命;同时,还获得了预测误差在20%以内的石油套管钻井中套管柱疲劳寿命的预测方法。     

固井规划系统目的分析及套管柱优化设计模型

根据系统工程的理论对固井工程规划系统结构进行了分析，建立了固井规划系统的目的分析程序，该程序是将固井规划过程定义为一个完整的系统，它具有一般系统的整体性，相关性，目的性和对环境的适应性等属性，该系统其功能可分解成５个子系统，对每个子系统可以建立计算模型，文中以套管柱优化设计为例讨论了子系统的建模过程。