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基于三维井眼轨迹的管柱受力分析研究

中国石油和化工 2009年第1期 57-59页

作者：檀朝东张任良吕锐中国石油大学石油工程教育部重点实验室北京102249 上海大学上海200444 北京雅丹石油技术开发有限公司北京昌平102200

本文充分考虑了三维井眼轨迹下的井下管柱与套管的摩擦力、弯曲所产生的附加力、管内流体与管相对运动时产生的摩阻力以及振动载荷等。通过在空间上对管柱进行受力分析,建立了计算任意井眼中管柱轴向载荷的通用模型,可以用来分析、校核... 详细信息

本文充分考虑了三维井眼轨迹下的井下管柱与套管的摩擦力、弯曲所产生的附加力、管内流体与管相对运动时产生的摩阻力以及振动载荷等。通过在空间上对管柱进行受力分析,建立了计算任意井眼中管柱轴向载荷的通用模型,可以用来分析、校核任意井眼轨迹井中的生产与作业管柱。

关键词：三维井眼轨迹管柱受力分析

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川渝水平井井眼轨迹评价研究

中国石油和化工标准与质量 2020年第10期40卷 10-11,13页

作者：汪洋吴允简利中国石油集团川庆钻探工程有限公司钻采工程技术研究院四川广汉618300 国家能源页岩气研发(实验)中心四川广汉618300 中国石油集团川庆钻探工程有限公司页岩气项目工程部四川广汉618300

水平井钻井是天然气开发的重要方式。目前水平井井眼轨迹控制设计主要是三维井眼轨迹设计,也就是增斜同时调整方位。考虑到井下摩阻扭矩的增加,又将三维井眼轨迹细化为双二维井眼轨迹,也就是采用第1个二维轨迹走横向位移并吊直后,用第2... 详细信息

水平井钻井是天然气开发的重要方式。目前水平井井眼轨迹控制设计主要是三维井眼轨迹设计,也就是增斜同时调整方位。考虑到井下摩阻扭矩的增加,又将三维井眼轨迹细化为双二维井眼轨迹,也就是采用第1个二维轨迹走横向位移并吊直后,用第2个二维轨迹沿着靶体方向实现增斜、着陆。本文通过统计分析两种井眼轨迹在页岩气区块套管变形比例,对比在不同井斜情况下调整方位时钻进扭矩与起下钻摩阻的变化,评价了三维井眼轨迹与双二维井眼轨迹的优劣势。经过现场试验证明,三维井眼轨迹在钻进过程中会产生更大的扭矩和上体下放摩阻,特别是在60°以上井斜调整方位更增加了摩阻扭矩,从而增加了钻井难度。

关键词：水平井三维井眼轨迹双二维井眼轨迹摩阻扭矩

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三维弯曲井眼抽油杆柱动力学模型建立与仿真

大庆石油学院学报 2004年第5期28卷 39-42页

作者：杨海滨狄勤丰卜向前石油大学石油工程学院山东东营257061 上海大学上海市应用数学和力学研究所上海200072 长庆油田压力所陕西西安710021

针对处于复杂的交变应力状态下的抽油杆柱偏磨和断脱,在抽油杆动力学分析模型的基础上,建立了抽油杆三维力学综合分析模型,开发了相应的仿真分析软件系统,并利用该软件研究了三维井眼轨迹对抽油杆柱受力变形的影响.实例计算结果表明:井... 详细信息

针对处于复杂的交变应力状态下的抽油杆柱偏磨和断脱,在抽油杆动力学分析模型的基础上,建立了抽油杆三维力学综合分析模型,开发了相应的仿真分析软件系统,并利用该软件研究了三维井眼轨迹对抽油杆柱受力变形的影响.实例计算结果表明:井眼的曲率、挠率对抽油杆柱的悬点载荷、支反力、屈曲应力均有较大影响;根据抽油杆柱三维力学综合分析结果可以预测偏磨严重点位置,可减轻杆管之间偏磨,减少抽油杆柱井下断脱次数,延长修井周期,降低采油成本.

关键词：三维井眼轨迹抽油杆柱动力学模型仿真偏磨断脱

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水平井偏磨机理及防治措施研究

水平井偏磨机理及防治措施研究

作者：王治磊西安石油大学

学位级别：硕士

目前低渗透储层作为各大油田主要开发对象,水平井成为实现低渗透油田工业开采价值的有效手段,其数量逐年大幅增加。低渗透储层开发地层能量下降较快,生产过程中,不断加深泵挂生产,导致水平井偏磨问题越来越突出,成为制约水平井后期生产... 详细信息

目前低渗透储层作为各大油田主要开发对象,水平井成为实现低渗透油田工业开采价值的有效手段,其数量逐年大幅增加。低渗透储层开发地层能量下降较快,生产过程中,不断加深泵挂生产,导致水平井偏磨问题越来越突出,成为制约水平井后期生产的主要问题。目前国内水平井现场综合配套治理技术尚不完善,本文首先通过建立水平井可视化三维井眼轨迹,对其特征进行研究,直观了解井眼轨迹弯曲变化情况,定性判断偏磨井段;其次综合考虑抽油杆接箍、扶正器及油管对抽油杆柱的支力作用,对三维井眼中抽油杆柱受力分析,计算生产过程中抽油杆柱中和点位置分布范围及沿井深支力分布情况,定量判断偏磨井段,实现防偏磨配套的针对性和有效性;最后根据现场水平井偏磨情况,统计分析水平井的偏磨规律和影响因素,对水平井偏磨程度进行等级划分,结合各类防偏磨工具优缺点,综合抽油杆柱组合及油管组合优化进行现场配套应用,形成一套适合水平井的经济、有效的防偏磨配套治理体系。

关键词：水平井偏磨三维井眼轨迹受力分析偏磨规律综合治理体系

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深斜井注水管柱力学分析及软件开发

深斜井注水管柱力学分析及软件开发

作者：柴希军西南石油大学

学位级别：硕士

目前,在石油行业中,为了提高采收率,需要对地层进行注水。单层注水已不能满足现场的实际需要,它易造成层间紊乱突进的现象,现在一般采用分层注水工艺。然而,分层注水管柱受力变形,容易引起管柱扭曲、大变形甚至断裂失效的现象,因此对注... 详细信息

目前,在石油行业中,为了提高采收率,需要对地层进行注水。单层注水已不能满足现场的实际需要,它易造成层间紊乱突进的现象,现在一般采用分层注水工艺。然而,分层注水管柱受力变形,容易引起管柱扭曲、大变形甚至断裂失效的现象,因此对注水管柱进行力学分析具有一定的必要性。本文的研究思路:首先,对管柱进行力学分析。将井眼轨迹分成三段——竖直段、造斜段和稳斜段,分别对三段进行力学分析和变形公式的推导,计算出各段的受力与变形。为了使力学分析结果租变形公式更具有通用性,力学分析时需要考虑管柱直径的变化;直径不同,管柱的材料属性(密度、弹性模量)不同,力学分析结果不同。所以需要在管径变化处,设定一个节点,在分段的基础上,判断节点位置,然后计算出节点的受力和变形,节点与节点之间属性相同的管段,就可以调用不同段的力学公式进行分析得到各个节点的受力与变形。利用节点法,管柱组合可以任意变化,不因管柱直径的变化而受影响,可以计算10种甚至20种管径组合起来的管柱,这将大幅提升设计者的计算效率。最后,在理论推导的基础上,通过visual studio 2010将其编制成软件,并对强度进行校核和风险提示。研究结果表明软件计算的结果与现场实测的数据相比较,满足设计要求,最大的误差没有超过10%。由此认为,本文的力学分析结果和变形公式的正确性,具有一定的参考价值,符合要求,满足工程实际需要。

关键词：分层注水节点法软件开发三维井眼轨迹

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HB试验区抽油机井综合防偏磨措施研究

HB试验区抽油机井综合防偏磨措施研究

作者：朱正俊东北石油大学

学位级别：硕士

国内外学者针对抽油机井杆管偏磨问题已经做出大量的研究,并研制开发了基于各类原理、针对不同偏磨因素的防偏磨措施,在各油田取得了一定的实际应用效果。与此同时,这些措施也存在一定的缺陷,并不能普遍适用于各类油田所有种类的杆管偏... 详细信息

国内外学者针对抽油机井杆管偏磨问题已经做出大量的研究,并研制开发了基于各类原理、针对不同偏磨因素的防偏磨措施,在各油田取得了一定的实际应用效果。与此同时,这些措施也存在一定的缺陷,并不能普遍适用于各类油田所有种类的杆管偏磨现象,因此针对不同油田各区块的偏磨特征进行综合防偏磨措施的研究,并利用新方法填补已有的技术措施存在缺陷,显得尤为重要。杆管偏磨现象已经成为影响HB试验区日常生产的首要因素,主要原因是由于其油层埋藏深度较大,平均日产液量低,井液粘度较高,日常生产过程中泵效不稳定,部分作业区结蜡、腐蚀现象严重,井下杆柱受力情况复杂,加之部分现役防偏磨措施不能完全适应试验区偏磨现状,或不能完全满足该试验区防偏磨条件。以上种种因素导致了该试验区出现了严重的杆管偏磨现象,大大缩短该区杆柱使用寿命,增加开采成本,急需优选综合防偏磨技术措施以解决现有的种种问题。本文基于前人研究成果,对影响HB试验区不同作业区2012年至2014年连续三年的生产井、作业井及偏磨井生产状况及作业特征进行了统计分析,得出了各主要影响因素与该试验区抽油机井杆管偏磨率之间的规律及机理;以作业区为单位,按各因素对杆管偏磨的影响程度进行排序,确定主次要关系,有针对性地优选各作业区不同的综合防偏磨措施;在现有各项轴向力计算的基础上,以不同作业区影响因素排序为前提,对井下杆管受力情况进行细致分析,并绘制三维立体井眼轨迹图,与各段杆柱所受轴向力一一对应,直观展示各段杆柱受力情况及偏磨位置分布,以建立精确的偏磨位置预测模型;结合偏磨井段预测模型及各作业区影响杆管偏磨影响因素,建立综合防偏磨措施优化模型,同时优化现有单井生产参数、杆柱组合、扶正器数量及下入位置和加重杆下入长度等防偏磨措施模型;最后,结合以上各模型建立HB试验区综合防偏磨措施优化软件。该软件于2014年下半年在HB试验区使用至今,对142口老井进行防偏磨措施调整,38口新井措施制定,延长该试验区平均检泵周期约150天,取得了良好效果,具有一定的实用价值。

关键词：杆管偏磨三维井眼轨迹偏磨位置综合防偏磨措施软件系统

攻克旋转导向钻井技术产业化助力石油勘探可持续发展

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科技成果管理与研究 2020年第8期15卷 58-62页

作者：卢涛郭云尚捷侯晓东卢华涛中海油田服务股份有限公司

在近20年的油气勘探开发中,旋转导向钻井和随钻测井已经成为关键和必需的技术,也成为引发页岩油气革命的关键技术能力。该技术和产品通过在井下钻具中嵌入复杂的通讯、测量、控制和分析模块,把钻头升级为在岩层中穿行的制导系统,能够在... 详细信息

在近20年的油气勘探开发中,旋转导向钻井和随钻测井已经成为关键和必需的技术,也成为引发页岩油气革命的关键技术能力。该技术和产品通过在井下钻具中嵌入复杂的通讯、测量、控制和分析模块,把钻头升级为在岩层中穿行的制导系统,能够在钻井过程中实时测量辨识钻遇地层,高效率、高精度控制调整三维井眼轨迹,完成复杂三维定向井、大位移水平井和高密度丛式井的开发任务。

关键词：旋转导向钻井随钻测井大位移水平井钻井过程丛式井三维井眼轨迹井下钻具三维定向井

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水平井偏磨井段研究及应用

石化技术 2017年第3期24卷 286-286页

作者：王治磊中石化华北油气分公司采油一厂甘肃庆阳745000

根据水平井测斜数据,结合抽油杆柱在井眼中沿井深支力分布情况定量判断偏磨井段,实现针对性防偏磨治理。

关键词：水平井三维井眼轨迹支力偏磨井段

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苏11-1x井钻井施工难点分析与技术措施

江汉石油科技 2016年第1期26卷 53-56页

作者：崔露罗文丽吴华奚国银王金帅杨喆李毅渤海钻探工程技术研究院河北任丘062552 江汉油田勘探开发研究院湖北潜江433124

苏11-1x井是部署在霸县凹陷苏桥构造带苏11断块的一口评价双靶点定向井,井眼轨迹剖面优化设计为三维四段制,轨迹控制精度要求高、现场施工难度大、井下事故复杂率高。介绍了本井地质概况,针对该区块大斜度井井眼轨迹控制无任何参考资料... 详细信息

苏11-1x井是部署在霸县凹陷苏桥构造带苏11断块的一口评价双靶点定向井,井眼轨迹剖面优化设计为三维四段制,轨迹控制精度要求高、现场施工难度大、井下事故复杂率高。介绍了本井地质概况,针对该区块大斜度井井眼轨迹控制无任何参考资料,分析了邻井已完钻直井井下复杂情况及施工难点。探讨了井身结构、钻具组合、钻井参数、轨迹控制与监测、井眼清洁、井下安全及固井技术措施等内容,提出了实施具体性的参考建议,确保了钻井顺利进行。实钻表明：地层对钻具组合影响的自然造斜率是井眼轨迹控制的关键因素,井眼轨迹优化设计、井身结构优化设计、钻井液性能优化是钻成大斜度井的重要保障。为该区块同类型井的钻井施工具有重要的借鉴意义。

关键词：苏11-1x井三维井眼轨迹井身结构轨迹控制钻井液清洁