页岩油藏需要大规模体积压裂后才能获得工业油流,但大液量、大排量的体积压裂易导致套管变形、缩径,套变段以下井段无法下入压裂工具和投产工具,而常规液压整形技术存在修复能力差、滚珠易落井和有效期短等不足,难以满足工艺要求。为解决该问题,设计加工了扩张式胀管器等系列液压胀套工具,经过室内试验,完善了胀套工艺,形成了页岩油水平井压裂后变形套管液压整形技术。沧东凹陷页岩油水平井现场试验表明,该技术有效期长,可以解决页岩油开发中的套管变形问题,满足投产时连续管钻除多级压裂桥塞(扫塞)恢复底层井段能量的需要。

极地的低温环境会使橡胶逐渐变硬甚至玻璃化从而丧失原有的弹性,易导致钻井泵、防喷器等关键钻井设备出现密封失效问题,影响正常生产并带来安全隐患。因此,需要对极地钻井关键设备所用橡胶密封材料进行优选。按照国家标准GB/T 528-2009和GB/T 7759.2-2014,在20~–50℃温度环境下对橡胶材料进行了单轴拉伸和压缩永久变形试验,将试验数据与多种常见超弹性本构模型进行拟合得到了模型参数,分析了这些本构模型在低温条件下的适用性;利用有限元分析软件ABAQUS,模拟分析了–45℃温度下处于工作状态的O形橡胶密封圈的密封性能,找出了设备在低温条件下容易发生密封失效的位置。分析认为,在低温、小变形条件下,Polynomial(N=2)模型和Ogden(N=3)模型能更准确地描述橡胶的力学性能;硅橡胶、气相胶、丁腈橡胶在极地环境(–45℃)下依然保持优越的密封性能,可以作为...

盐岩具有可溶性和可塑性,钻井及固井过程中易发生塑性变形或蠕动流动,导致井眼呈不规则形状,使套管发生变形或被挤毁,影响盐岩层段井筒气密性,从而影响油(气)井的正常生产及安全。为了给盐岩层段的井筒气密性评价提供理论依据,基于岩石物理试验及三维有限元法,分析了盐岩地层对固井一界面、二界面气密性的影响。分析得知:固井一界面对气体的密封能力强于水泥石本身的气密性,盐岩蠕变可增强固井二界面的气密封能力;盐岩层气体密封能力主要取决于固井二界面的密封能力和水泥石自身密封能力;盐岩层气体密封能力与界面接触压力呈复杂正相关性。基于分析结果,建立了固井二界面气体密封压力定量评价模型。固井二界面气体密封压力定量评价模型可评价目标区盐岩地层气密性,对其他地区类似地层固井施工也有借鉴作用。

受井下高温高压、酸性流体、固井后大规模分段压裂、油气开采等诸多因素影响,水泥环密封完整性极易遭受破坏,导致层间窜流、井口带压,甚至引发井喷。目前,以提高水泥环胶结质量为核心的水泥环密封控制技术,已无法满足复杂油气井长效开发需求,而随着深井、超深井与非常规油气井不断增多,未来面临的环境和工况更加复杂,对水泥环密封完整性的要求更高。为此,概述了复杂环境下水泥环全生命周期密封完整性研究进展,分析了目前水泥环密封完整性控制存在的主要问题,指出了未来应解决的基本理论和科学问题,并对未来相关技术进行了展望。研究认为,在持续研究高温高压环境下水泥水化及防窜理论、动载环境下水泥环密封失效规律、酸性环境下水泥石腐蚀机制的基础上,应突出全生命周期控制理念,解决“窜流、损伤、腐蚀”导致水泥环密封失效...

为解决勘探井获取深地层岩心困难的问题,研制了一种最高工作温度达205℃、具有高可靠性的液压旋转井壁取心仪。该取心仪由地面系统、控制采集短节和机械液压节组成,并采用一体式保温瓶技术、被动式热管理技术和解卡技术,提高了取心仪的耐温性和工程安全性。通过模拟仿真和地面测试,验证了这些关键技术的功能。现场试验结果表明,该取心仪可在189℃高温高压环境、钻井液相对密度和地层压差较大的探井正常作业,平均岩心收获率大于90%,且具有耐高温、防压差卡钻、取心时效和岩心收获率高的特点,尤其是对存在扩径、缩径和井壁垮塌等问题的井段具有良好的适应能力和较高的安全可靠性。

针对渤海油田常规液压控制智能分层注水技术调配精度低、分注层数少、不能满足小眼井应用需求和无法实时监测井下注水情况等问题,开展了数字解码器研制、井下流量控制阀调节级数优化、配套大排量涡街流量计和分层调配方案设计等技术研究,形成了渤海油田液压控制智能分注优化关键技术。优化后,最大分注层数达到6层,不同规格流量控制阀的调节级数分别增大至11级和7级,满足了?82.6 mm小井眼注水井的应用要求,可实现地面实时监测井下注水情况。该技术在渤海油田应用20井次,智能分注系统运行稳定可靠,井下水嘴调节灵活,井下数据上传高效,测试精度高于95%,平均单井调配周期缩短至1 d,应用效果良好。应用结果表明,该技术可增加分注层数,实现了小眼井分注、井下注水情况的实时监测。

液压控制的智能井系统通过长达数千米的液压管线向井下传送液压控制信号和动力,选择目的层层位和控制流量。向井下传送液压控制信号时,受传输介质和细长液压管线的影响,液压控制信号的传输速度、强度和形态都会发生衰减和扭曲,难以被井下设备识别。为对井下执行器进行可靠的控制,讨论了液压控制信号的传输速度、井眼温度沿深度方向变化对传输介质黏度的影响;分析了井口压力向井下传播时压力与时间的变化关系、地面液压控制信号传到井下时的形态变化、同时施加液压控制信号和液压动力信号时的传输特性,以及有无阻力状态下开启井下滑套时控制压力的变化;再考虑管线内径、加压方式、井眼环境、液压油黏度等对上述传输特性的影响,得出液压控制压力应大于5 MPa、3000 m深水井中井下液压信号传输时间约为25 min等定量评估结论。研究结...