ZC型堵水注水管柱支撐扶正器

隨著油田開發(fā)的不斷深入,注水層間矛盾越來越突出,為確保有效注水,保持地層能量,維持油田長(zhǎng)期穩(wěn)產(chǎn)、高產(chǎn),分層注水有效率是提高水驅(qū)動(dòng)用儲(chǔ)量和采收率的重要手段。而分層注水有效率的高低主要取決于分層注水有效期的長(zhǎng)短。著重分析了青海油田分層注水失效的原因,并提出了具體的解決辦法。

進(jìn)行高壓注水管柱受力分析的目的就是根據(jù)注水條件研究注水管柱在不同過程中的各類效應(yīng),以及這些效應(yīng)對(duì)管柱產(chǎn)生的受力和變形規(guī)律,從而明確注水管柱的工作狀態(tài),保障注水管柱有效合理地工作。較詳細(xì)地分析了高壓注水管柱在錨定、坐封以及注水3個(gè)過程中的受力狀態(tài)和變形情況,并分析了高壓注水管柱在不同過程中受到的各種效應(yīng)的影響,推導(dǎo)出注水管柱在不同過程中的應(yīng)力及變形的計(jì)算公式,并給出了算例。

對(duì)于特低滲透油藏,常規(guī)壓力注水已不能滿足生產(chǎn)要求,必須采取高壓注水,但是高壓注水會(huì)使管柱發(fā)生較大變形,而常規(guī)的強(qiáng)度校核方法也受到公式適用范圍的限制。以油田常用的高壓注水管柱為例,詳細(xì)闡述了高壓注水條件下管柱變形及強(qiáng)度校核的計(jì)算方法。

針對(duì)研制深井高壓狀態(tài)下綜合機(jī)械性能較高的分層注水管柱這一課題設(shè)計(jì)研制了一套方案。

針對(duì)原高壓注水受力分析計(jì)算模型的不足之處,提出以下幾點(diǎn)改進(jìn)建議:區(qū)分計(jì)算完全與部分彎曲管柱的縮短量;細(xì)分工作狀態(tài),計(jì)算溫度分布;在多級(jí)分層注水中考慮封隔器膠筒摩擦力和配水器水嘴壓力與水量損失;增加下入、洗井和停注過程,完整描述整個(gè)注水過程中管柱受力變形變化情況。最后,編制深井分層注水管柱受力分析軟件進(jìn)行實(shí)例計(jì)算。

分析了吐哈油田增壓注水后常規(guī)y341分注管柱存在的問題,并在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了全新的注水封隔器,開發(fā)出一種適用于35mpa以上注水需要的新型高壓分層注水管柱,解決了高壓分注的蠕動(dòng)問題。

為提高注水井管柱的使用壽命，根據(jù)油壓波動(dòng)引起油管伸縮量的變化確定伸縮器工作行程，進(jìn)而設(shè)計(jì)出伸縮器，現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用表明，該技術(shù)可行，有推廣使用價(jià)值。

近年來文南油田隨著分注井工作量的增加和油管投入資金的不足,部分分注井使用的油管為一級(jí)試壓合格管,但由于缺乏油管檢測(cè)手段,分注時(shí)往往因油管不合格造成封隔器管柱失效,在作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)也無法有效檢查油管是否合格,因此對(duì)下步施工帶來很大的難度。多功能驗(yàn)封管柱能有效判定管柱失效原因,為下步換封提供了有效依據(jù),為作業(yè)是否更換油管提供了直接依據(jù),避免盲目返工造成作業(yè)費(fèi)用的增加和工具費(fèi)用的支出。

內(nèi)管法免鉆塞固井技術(shù)存在注水泥排量受限制,達(dá)不到紊流所需的頂替排量,固井質(zhì)量不理想等問題;無內(nèi)管不鉆塞半程注水泥技術(shù)雖然解決了原鉆塞的工序問題,但由于它采用縮徑臺(tái)階,給采油作業(yè)帶來了麻煩,尤其是影響了大直徑工具的使用。為此,研制了一種免鉆塞分級(jí)注水泥完井管柱。它在注水泥管柱中采用帶定位機(jī)構(gòu)的堵塞器來代替原完井管柱中的盲板,省去了鉆塞工序。免鉆塞分級(jí)注水泥完井管柱已在勝利油田、車排子油田應(yīng)用30余口水平井,平均完井周期比原來縮短1d,施工成功率100%。大通徑完井給后續(xù)作業(yè)施工帶來了極大的便利,減少了不必要的作業(yè)次數(shù),降低了成本。

第5講[第二章套管柱及注水泥設(shè)計(jì)]——套管柱載荷分析

吉林油田開發(fā)到中后期,油井出水現(xiàn)象日趨復(fù)雜,以往的注水泥堵水技術(shù)均不能滿足現(xiàn)狀的要求。鑒于此,研制出油井封堵注水泥一次不留管柱堵水工具,并形成了水泥堵水新工藝。該工具的核心為封堵注水泥裝置,由打壓坐封總成、膠塞座丟手總成、注水泥器本體總成和單流定壓器總成等4部分組成,具有打壓坐封、注水泥、投膠塞和丟手等一次性功能。經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)6口井的施工,無一口井發(fā)生卡井事故,施工有效率100%,成功率100%。

針對(duì)低滲透油藏注水壓力高,常規(guī)注水工藝技術(shù)無法完成配注要求的情況,本文著重介紹了江漢油田超高壓注水工藝管柱的結(jié)構(gòu)、工作原理,分析了超高壓注水管柱的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用情況,對(duì)存在的問題提出了改進(jìn)和完善建議。

由于某些低滲透油藏和難注水井的注水壓力已達(dá)40～50mpa,采用常規(guī)注水工藝已無法完成配注要求。為了滿足生產(chǎn)需要,研制出一種新型高壓注水工藝管柱及配套工具。這種管柱及配套工具具有注水壓力高、可洗井、可壓井、管柱具有補(bǔ)償保護(hù)功能和特殊情況時(shí)能安全丟手等特點(diǎn),而且工藝簡(jiǎn)單,性能可靠。21口井28井次的應(yīng)用表明,該管柱及配套工具均一次應(yīng)用成功,最高注水壓力高達(dá)49mpa,注水效果良好。

　針對(duì)套保油田的出水問題,設(shè)計(jì)了一種新型注水泥工藝管柱進(jìn)行水泥堵水。該工藝用油管連接具有丟手功能的可鉆橋塞下至預(yù)封堵層的上部,在地面采用泵罐車打壓使得橋塞坐封,同時(shí)配置適量水泥漿注入井內(nèi),替完井筒內(nèi)的水泥漿后打壓或上提管柱丟手,上部油管可提出井筒,水泥漿在井下靜止?fàn)顟B(tài)下候凝。該工藝管柱的主要特點(diǎn)是采用具有節(jié)流、單流止逆及丟手功能的可鉆橋塞作為主要的封堵工具;丟手部件為鑄鐵部件,便于掃塞,可進(jìn)行重復(fù)作業(yè)。在套保油田施工3口井,成功率達(dá)100%。該工藝管柱操作簡(jiǎn)便,便于推廣。

江蘇油田分注井管柱腐蝕問題嚴(yán)重,目前采用環(huán)氧樹脂類涂料進(jìn)行防腐,效果不佳。選用新型的納米涂料進(jìn)行室內(nèi)試驗(yàn),對(duì)涂料的涂層工藝、防腐防垢性能、硬度、潤(rùn)濕性等指標(biāo)進(jìn)行了評(píng)價(jià),結(jié)果表明,新型納米涂料比現(xiàn)有環(huán)氧樹脂類涂料具有厚度薄、耐腐蝕、硬度高的特點(diǎn),可用于注水井分注管柱及分注工具的防腐。

常用套管扶正器不能改變鉆井液流動(dòng)方向,而一些帶滾子的螺旋式扶正器或螺旋式旋流扶正器又增加了制造難度。為此,研制了yx型剛性套管扶正器。通過流場(chǎng)模擬分析了扶正器高度及扶正棱高度對(duì)流體衰減的影響,以及扶正棱截面對(duì)過流特性的影響,并最終確定了相關(guān)幾何參數(shù)。yx型剛性套管扶正器在保證套管居中的基礎(chǔ)上,能在一定程度上改變傳統(tǒng)的一維軸向流頂替方式,有效替凈環(huán)空被頂替液,從而有利于將環(huán)空窄邊滯留鉆井液和井壁附著濾餅驅(qū)替干凈,進(jìn)一步提高固井質(zhì)量。

1 現(xiàn)澆連續(xù)梁支架施工驗(yàn)算 一、基本情況 本次計(jì)算對(duì)新建鐵路云貴線引入昆明樞紐昆明南多線特大橋施 工中的連續(xù)梁支架施工進(jìn)行驗(yàn)算，對(duì)圖號(hào)“云桂施橋（昆樞） -1-5-1-6”立面圖的w18-w23段進(jìn)行計(jì)算。其立面圖和w18橫 剖面圖分別如圖1和圖2所示： 圖1w18-w23段立面圖 圖2w18橫剖面圖 2 二、計(jì)算荷載 1、梁體自重： 圖3梁體斷面圖 梁體單位長(zhǎng)度混凝土用量9.25m2，容重按2.5t/m3計(jì)，則梁體單位長(zhǎng) 度重量為23.125t；考慮到施工產(chǎn)生的脹模系數(shù)1.05，則梁體自重 為： 2 1/27.181213 105.2125.905.1mknq= × ××× ×= 2、梁體內(nèi)、外膜自重： 梁體內(nèi)、外膜自重呈均布荷載形式布置在底板上面，按5kn/m2 計(jì) 2 2/5mknq= 3

為使管柱堵塞技術(shù)適應(yīng)各種復(fù)雜管柱,提高不壓井作業(yè)適用范圍,成功研制出分層注水管柱底球式堵塞器。勝利油田采油工藝研究院應(yīng)用該底球式堵塞器對(duì)分層注水井實(shí)施投堵1215口,施工成功率100%,節(jié)約壓井液費(fèi)用2172.9×104元,節(jié)約溢流排放處理費(fèi)用1826.3×104元,節(jié)約環(huán)境治理費(fèi)985.7×104元,共產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益4984.9×104元,具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益。

針對(duì)油田注水管柱經(jīng)常發(fā)生疲勞破壞等問題,對(duì)j55注水管柱疲勞試件進(jìn)行了加工,采用單點(diǎn)-成組疲勞試驗(yàn)法,獲得了j55注水管柱疲勞壽命試驗(yàn)數(shù)據(jù)?；谥兄祍-n曲線的三參數(shù)冪函數(shù)形式,根據(jù)極大似然原理,得到了測(cè)定p-s-n曲線的單點(diǎn)-成組試驗(yàn)的p-s-n曲線公式;并利用概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法,為p-s-n曲線賦予置信度,提出了含置信度限的p-s-n曲線公式。通過該公式確定的p-s-n曲線能使估算出的疲勞壽命具有置信度,使由單點(diǎn)-成組試驗(yàn)法測(cè)定的p-s-n曲線估算出的壽命更安全。

注水井對(duì)于油田的穩(wěn)定和高效生產(chǎn)具有十分重要的意義。燃島油田館陶組館上段油藏自2000年起正式進(jìn)入注水開發(fā)階段，注水井在生產(chǎn)開發(fā)和作業(yè)施工過程中發(fā)現(xiàn)了諸多問題．如：冬季注水水質(zhì)較差．井筒沉積泥砂堵塞注水工具．欠注現(xiàn)象嚴(yán)重；井筒斜度大，油層井段長(zhǎng)，分層效果差；油管府蝕穿孔問題；油管內(nèi)壁結(jié)垢縮徑以及套管破損問題等等，這昭示著還有很多工作需要技術(shù)工作者去研究和解決。

分析了注水管柱在活塞效應(yīng)、鼓脹效應(yīng)、螺旋彎曲效應(yīng)、溫度效應(yīng)、摩阻效應(yīng)等因素影響下的受力及變形情況,基于計(jì)算公式,結(jié)合樊18-3區(qū)塊高溫高壓低滲油藏的實(shí)際情況,編制了管柱變形量計(jì)算程序,通過仿真計(jì)算得到樊18-3區(qū)塊注水管柱在不同注水壓力下的變形量?，F(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用結(jié)果表明,理論計(jì)算與實(shí)際結(jié)果較為接近,誤差在10%以內(nèi)。

針對(duì)油田井況惡化日趨嚴(yán)重,套變、套損井日益增多和注水效果日趨變差的生產(chǎn)形勢(shì),通過近幾年的努力和攻關(guān),油田開發(fā)研制了zyy341-103fs小直徑注水管柱技術(shù),滿足了油田大部分套變井分注的要求。該技術(shù)施工成功率高、有效期長(zhǎng),使用面廣,水井分注率高,有效提高了油田水驅(qū)動(dòng)用程度和油田開發(fā)效果,成為油田后期注水開發(fā)的一項(xiàng)重要支撐。