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多尺寸维度挡砂单元筛管冲蚀损伤实验

长江大学学报（自然科学版） 2024年第3期21卷 69-75页

作者：曹砚锋郑强马龙邱浩文敏范志利闫新江中海油研究总院有限责任公司北京100028 中国石油东部井控应急救援响应中心天津300280

基于不同流速作用下,金属网布筛管冲蚀破坏机理的不确定性,建立了中海油首套可控流速、可控砂比的冲蚀实验平台,开展了从金属单丝、金属网布到全尺寸筛管的不同尺寸维度试件的冲蚀实验,并基于大量的室内冲蚀实验数据分析,研究了不同冲... 详细信息

基于不同流速作用下,金属网布筛管冲蚀破坏机理的不确定性,建立了中海油首套可控流速、可控砂比的冲蚀实验平台,开展了从金属单丝、金属网布到全尺寸筛管的不同尺寸维度试件的冲蚀实验,并基于大量的室内冲蚀实验数据分析,研究了不同冲蚀流速对筛管冲蚀破坏的影响机理,形成了不同流速下多维度的筛管冲蚀规律。研究结果表明,流速对筛管冲蚀破坏影响较大,在低冲蚀流速(≤7 m/s)下筛管冲蚀破坏不明显;在中冲蚀流速(7~15 m/s)下筛管冲蚀破坏受颗粒砂堵塞引起的局部“冲蚀热点”影响,冲蚀破坏明显;在高冲蚀流速(≥15 m/s)下筛管冲蚀破坏表现为射流切割效应,破坏时间短,破坏强度大。在此基础上,形成了海上防砂筛管的防冲蚀推荐做法,以指导海上油田筛管优选。该研究结果有助于提前分析生产工况下筛管破坏可能性,并为避免冲蚀的筛管结构优化提供理论参考。

关键词：出砂冲蚀优质筛管冲蚀率冲蚀模型

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海上油气井出砂监测系统工程化研究及应用

中国海上油气 2023年第5期35卷 138-144页

作者：曹砚锋海洋油气高效开发全国重点实验室北京102209 中海油研究总院有限责任公司北京100028

出砂监测能够实时掌握出砂状况,对保障海上油气井安全高效生产具有重大意义。针对出砂监测系统工程化进程中的核心问题,从设备测试、参数标定到现场安装应用等方面构建了出砂监测系统工程化流程,研究了系统关键构件的测试方式,建立了出... 详细信息

出砂监测能够实时掌握出砂状况,对保障海上油气井安全高效生产具有重大意义。针对出砂监测系统工程化进程中的核心问题,从设备测试、参数标定到现场安装应用等方面构建了出砂监测系统工程化流程,研究了系统关键构件的测试方式,建立了出砂监测定量校准评价模型,通过室内模拟试验建立了监测模型参数设定指示图版,开展了出砂监测系统现场安装及应用的方案设计,并进行了现场长期监测应用。研究结果表明,研发的出砂监测工程装置体积小、安装便易,满足长期监测性能要求,现场6口井的出砂监测结果一致性复合率达100%,为油气井出砂监测系统规模推广应用及产业化提供重要基础。

关键词：海上油气井出砂监测系统工程化

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海上油气井防砂筛管冲蚀规律和失效预测研究

中国海上油气 2023年第2期35卷 155-162页

作者：邱浩曹砚锋文敏侯泽宁齐致远中海油研究总院有限责任公司北京100028 海洋石油高效开发国家重点实验室北京100028

防砂筛管冲蚀失效直接影响到海上油气井能否安全高效生产,实时掌控筛管冲蚀程度,预测筛管使用寿命是海上油气井生产安全的重要保障。通过设计管流式冲蚀实验装置,开展了筛网过流单元冲蚀实验,并基于冲蚀经典理论模型,拟合建立了筛管冲... 详细信息

防砂筛管冲蚀失效直接影响到海上油气井能否安全高效生产,实时掌控筛管冲蚀程度,预测筛管使用寿命是海上油气井生产安全的重要保障。通过设计管流式冲蚀实验装置,开展了筛网过流单元冲蚀实验,并基于冲蚀经典理论模型,拟合建立了筛管冲蚀速率模型;依据编织型过滤金属网布筛管结构特征,构建了完整结构的筛管外护罩、多层过滤筛网和打孔基管物理模型,应用计算流体力学流固耦合模拟器,研究网布式筛管冲蚀规律,预测生产工况下筛管冲蚀寿命,并进行了实例分析。研究结果表明,筛管冲蚀速率随含砂流体流速呈幂函数关系,随含砂浓度先线性增大后趋于平缓,随含砂粒径增大先增加后降低并趋于纯流体冲蚀速率。本文揭示的筛管冲蚀规律和建立的预测模型可为海上油气田防砂设计和安全生产提供理论依据。

关键词：油气井防砂筛管冲蚀模型

深水高温高压气田双层套管射孔技术可行性模拟试验

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中国海上油气 2023年第6期35卷 124-133页

作者：邱浩文敏曹砚锋侯泽宁马楠韩斐毕刚中海油研究总院有限责任公司北京100028 海洋油气高效开发全国重点实验室北京102209 西安石油大学石油工程学院陕西西安710065

陵水25-1气田天然气资源丰富,该区块深水、高温、高压并存,完井作业难度大,若采用单层套管射孔完井,不能保障所有气组高效开采,亟需开展双层套管射孔工艺专项技术攻关。双层套管射孔技术可行性模拟试验设计通过高温高压双层套管穿透性... 详细信息

陵水25-1气田天然气资源丰富,该区块深水、高温、高压并存,完井作业难度大,若采用单层套管射孔完井,不能保障所有气组高效开采,亟需开展双层套管射孔工艺专项技术攻关。双层套管射孔技术可行性模拟试验设计通过高温高压双层套管穿透性能简化试验和常温常压双层套管射孔地面全尺寸试验两部分进行测试和验证射孔作业相关参数。基于高温高压工况双层套管射孔模拟试验,确定了高温高压对射孔孔径和孔眼深度的影响规律,获得了高温高压工况下孔深的折减系数;基于双层套管射孔地面全尺寸模拟试验,研究了不同工况下射孔穿透性规律,建立了炸药量与穿深/孔径的量化关系,并进行了射孔孔径差异影响因素的量化分析。通过高温高压折减系数,分析了双层套管射孔效率量化影响规律,模拟试验证明了双层套管射孔的可行性,对陵水25-1气田高效开采具有借鉴意义。

关键词：深水气田高温高压双层套管射孔陵水25-1气田全尺寸试验

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海上疏松砂岩注水井扩容增注技术研究及应用

石油科学通报 2023年第5期8卷 649-659页

作者：陈欢于继飞曹砚锋杜孝友闫新江艾传志中海油研究总院有限责任公司北京100028 海洋油气高效开发全国重点实验室北京100028

海上油田注水开发过程中普遍存在注入压力高、注水欠注问题,常规的酸化措施有效期短、作业成本高,严重影响了油田的开发效果。采用注水扩容技术可提高注水井注入能力,延长增注有效期。选取海上油田代表性疏松砂岩岩芯,通过岩石力学实验... 详细信息

海上油田注水开发过程中普遍存在注入压力高、注水欠注问题,常规的酸化措施有效期短、作业成本高,严重影响了油田的开发效果。采用注水扩容技术可提高注水井注入能力,延长增注有效期。选取海上油田代表性疏松砂岩岩芯,通过岩石力学实验、扩容室内模拟实验及数值模拟,研究了海上油田疏松砂岩地层的扩容机理及主控因素,并在海上油田进行了现场应用。研究结果表明,海上油田疏松砂岩剪胀角远大于加拿大Athabasca油砂,具备采用扩容注水的基础条件;慢速注水扩容有利于复杂缝网区的发育,高速注水容易形成单一张裂缝,以接近最小主应力进行应力预处理有利于产生复杂裂缝网;扩容区呈长条状扩展,扩展方向垂直于最小主应力方向,在扩容区内剪裂缝和张裂缝共存,一般为大的剪切破坏区内包含很小的窄带状张性区;在相同的注水扩容条件下,油藏埋深越浅,地层渗透率越大,剪胀扩容面积越大。该技术解决了海上油田注水难题,为海上油田注水开发解堵提供施工设计指导,具有良好的应用前景。

关键词：海上油田疏松砂岩剪胀扩容张性扩容解堵数值模拟

油藏近井耦合确定的射孔方位与油田开发的关系

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石油钻采工艺 2023年第6期45卷 729-737页

作者：潘豪曹砚锋文敏侯泽宁马楠齐致远海洋油气高效开发全国重点实验室中海油研究总院有限责任公司

为了在油藏数值模拟中实现水平井不同射孔方位的精确模拟,并提高油藏数值模拟在井筒处及近井区域的模拟精度,探究水平井各种射孔方位对油藏开发的影响,利用角点网格、分层非结构化网格以及三维径向网格等3种网格建立了油藏-近井-井筒精... 详细信息

为了在油藏数值模拟中实现水平井不同射孔方位的精确模拟,并提高油藏数值模拟在井筒处及近井区域的模拟精度,探究水平井各种射孔方位对油藏开发的影响,利用角点网格、分层非结构化网格以及三维径向网格等3种网格建立了油藏-近井-井筒精细耦合模型,实现了近井的径向渗流和射孔方位的空间分布的精细描述。利用该耦合模型研究了2种不同井径条件下的顶部、中部、底部和全部射孔4种射孔方位对油藏开发的影响。模拟结果表明,顶部射孔的波及范围最大,井底压力最低,累产油量最高,生产效果最佳;中部和全部射孔的生产效果相近,其波及范围和累产油量等在4种射孔方位里为中等,但井底压力较高;底部射孔的波及范围最小,井底压力较低,累产油量最低,生产效果最差。因此,水平井的射孔方位选择优先考虑顶部射孔,但因顶部射孔的井底压力较低,若有可能造成脱气则考虑中部或全部射孔,不建议选择底部射孔。

关键词：射孔方位水平井多重耦合底水油藏

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南海深水油田开发完井关键技术研究

中国造船 2019年第A1期60卷 41-47页

作者：文敏曹砚锋刘书杰金颢李勇中海油研究总院北京100028 中海石油有限公司深圳分公司深圳518000

近年来,全球新增油气储量逐渐转向海洋,深水海域已经成为全球油气资源储量接替的主要领域,深水开发面临着恶劣海洋环境、高风险、高投入、高难度等一系列挑战,深水完井技术成为深水油气资源高效、经济开采的重要保障。流花油田作为我国... 详细信息

近年来,全球新增油气储量逐渐转向海洋,深水海域已经成为全球油气资源储量接替的主要领域,深水开发面临着恶劣海洋环境、高风险、高投入、高难度等一系列挑战,深水完井技术成为深水油气资源高效、经济开采的重要保障。流花油田作为我国南海第一个自营开发的深水油田,中海油积累了一定的深水项目开发经验,也形成了一套深水开发完井关键技术;其中,智能完井、罐装双电潜泵系统、流动安全保障、水下采油树需求分析等特色技术成为南海深水油田开发的核心技术,可为后续深水油田开发的高可靠性、长寿命及少修井的发展方向提供借鉴。

关键词：深水油田智能完井罐装双电潜泵水合物水下采油树

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海上油田高效开发钻完井关键技术研究新进展

中国海上油气 2022年第6期34卷 124-134页

作者：曹砚锋李汉兴黄辉程载斌张磊潘豪邢希金任革学王利华易会安舒福昌王超中海油研究总院有限责任公司北京100028 清华大学北京100084 长江大学湖北荆州434023 思达斯易能源技术(集团)有限公司北京100101 中海油能源发展股份有限公司工程技术分公司天津300452

随着越来越多的海上油田开发进入中后期,油田开发效益越来越差,钻完井费用高、生产井含水高、环境保护要求高等问题越来越突出,给油田高效开发钻完井技术提出了新的挑战。面对海上油田高效开发中存在的难点,“十三五”期间中国海油深化... 详细信息

随着越来越多的海上油田开发进入中后期,油田开发效益越来越差,钻完井费用高、生产井含水高、环境保护要求高等问题越来越突出,给油田高效开发钻完井技术提出了新的挑战。面对海上油田高效开发中存在的难点,“十三五”期间中国海油深化研究提高单井效能、降低成本、环境友好的钻完井技术体系,聚焦3个方面:(1)研发高效滑动导向控制系统提高钻井效率、优化防砂方式降低钻完井成本;(2)研发新型控水完井工具稳油控水提高单井效能;(3)从源头上减少废弃物的产生、通过集约处理废弃物满足高环保要求,实现环境友好。形成了一套高效、低成本、环保的海上油田开发钻完井技术体系,为海上油田高效开发提供了有力的技术支持。“十四五”期间将继续开展超稠油、超高温高压、深层超深层、深水超深水等复杂情况下的低成本钻完井技术、提高效能钻完井技术、环保钻完井技术等技术的研究。

关键词：海上油田高效开发钻完井

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多尺寸维度挡砂单元冲蚀损伤实验

长江大学学报(自然科学版) 2022年

作者：曹砚锋郑强马龙邱浩文敏范志利闫新江中国石油东部井控应急救援响应中心中海油研究总院有限责任公司钻采研究院

基于不同流速作用下,金属网布筛管冲蚀破坏机理的不确定性,建立了中海油首套可控流速、可控砂比的冲蚀实验平台,开展了从金属丝、金属网布到全尺寸筛管的不同尺寸维度试件的冲蚀实验,并基于大量的室内冲蚀实验数据分析,研究了不同流速... 详细信息

基于不同流速作用下,金属网布筛管冲蚀破坏机理的不确定性,建立了中海油首套可控流速、可控砂比的冲蚀实验平台,开展了从金属丝、金属网布到全尺寸筛管的不同尺寸维度试件的冲蚀实验,并基于大量的室内冲蚀实验数据分析,研究了不同流速对筛管冲蚀破坏的影响机理,形成了不同流速下多维度的筛管冲蚀规律。研究结果表明,流速对筛管冲蚀破坏影响较大:在低流速下(≤7m/s)筛管冲蚀破坏不明显;在中流速下(7～15m/s)筛管冲蚀破坏受颗粒砂堵塞引起的局部“冲蚀热点”影响,冲蚀破坏明显;在高流速下(≥15m/s)筛管冲蚀破坏表现为射流切割效应,破坏时间短,破坏强度大。在此基础上,形成了海上防砂筛管的防冲蚀推荐做法,以指导海上油田筛管优选。该研究结果有助于提前分析生产工况下筛管破坏可能性,并为避免冲蚀的筛管结构优化提供理论参考。

关键词：出砂冲蚀优质筛管冲蚀率冲蚀模型