试采井地下关井及压力监测工艺技术研究

论文摘要

试采井资料录取一般分为关井测静压、抽油试采、关井压力恢复三个阶段,采用常规管柱只能地面关井完成上述工艺,其优点是能实现资料连续录取,但会产生井筒储存效应,对于“三低”油藏尤为显著,关井压力恢复阶段其测压时间长达3-6个月,造成试采周期长、成本高。若抽油结束后起出抽油管柱,下入地层测试工具测压,能实现井下关井,缩短测压时间,但压力资料录取不连续,影响资料解释准确性,且需要重复作业,增加劳动强度和生产成本。鉴于上述情况,研究了试采井下开关井压力监测工艺技术,通过两年攻关,完成了项目全部研究内容,各项指标均达到了设计要求,实现了用一趟管柱进行抽油试采及井下开关井,解决了电缆捆绑下井容易拉坏缆芯和同时测量内外压力的难题,对压力资料进行随时录取和监测,并保证井下和井口电缆的密封。该技术在川4和芳114-2两口试采井上进行了试验施工,取得了成功。该工艺技术的研究应用对保证试采井资料的连续录取、减少井筒储存效应影响、简化工序、缩短试采工期、确保试采资料录取及解释准确性起到了保障作用。该项工艺主要采用了井下开关阀、分采泵、封隔器、直读压力计托筒、开槽接箍、电缆密封器等工具,通过这些工具组合成的管柱,可以实现试采井下开关井工艺技术。油井分层试采井下开关井及压力监测工艺技术的原理是在油层上部用封隔器封隔,在试采管柱下部携带井下开关阀或相关工具,通过动作抽油杆或管柱实现井下开关井,针对不同的试采井情况设计了三种管柱结构。既能抽油试采又可以进行井下开关井和压力监测,减少井筒储存影响,缩短压力恢复时间,提高试采效率。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 创新点摘要
• 前言
• 一、本文研究的目的、意义
• 二、国内外研究现状
• 三、本文研究思路
• 四、主要研究工作
• 第一章 技术概况
• 1.1 技术指标
• 1.2 技术难题
• 1.3 技术攻关
• 第二章 管柱结构及工艺原理
• 2.1 总体技术方案的确定及井下管柱结构设计
• 2.2 井下开关阀的研制
• 2.3 井下压力直读系统
• 2.4 新型井口电缆密封器及开槽接箍
• 2.5 井下封隔器
• 第三章 管柱力学理论与计算
• 3.1 影响试采管柱在井眼中力学行为的因素
• 3.2 油气井杆管柱力学基本方程
• 3.2.1 基本假设
• 3.2.2 几何方程
• 3.2.3 运动平衡方程
• 3.2.4 本构方程
• 3.3 油气井杆管柱拉力—扭矩模型
• 3.3.1 基本假设
• 3.3.2 坐标系
• 3.3.3 几何方程
• 3.3.4 运动平衡方程
• 3.3.5 本构方程
• 3.3.6 管柱拉力——扭矩微分方程
• 3.3.7 管柱与井眼摩擦系数的处理
• 3.3.8 边界条件
• 3.4 油气井杆管柱的稳定性
• 3.4.1 直井中杆管柱屈曲的微分方程
• 3.4.2 直井段杆管柱的稳定性判别
• 3.4.3 无重杆管柱的几何线性螺旋屈曲
• 3.4.4 无重杆管柱的几何非线性螺旋屈曲
• 3.5 油管柱力学分析
• 3.5.1 油管温度分布的数学模型
• 3.5.2 油管内及环空水力计算
• 3.5.3 封隔器的活塞效应产生的轴向阻力
• 3.5.4 油管下入过程的受力与变形分析
• 3.5.5 油管起出过程的受力与变形分析
• 3.5.6 施工作业过程中油管的受力与变形分析
• 3.6 实例
• 3.6.1 川4 井试采管柱载荷及强度分析
• 3.6.2 芳114-2 井试采管柱载荷及强度分析
• 3.7 本章小结
• 第四章 现场试验与应用
• 4.1 川4 井试验情况
• 4.2 芳114－2 井试验情况
• 4.3 技术创新
• 4.4 效益分析
• 第五章 结论
• 附件
• 参考文献
• 致谢
• 详细摘要