压裂管柱

摘要： 大规模加砂压裂是非常规油气资源开采的必要手段,也是导致井下管柱和工具发生冲蚀磨损失效的重要原因。针对这一问题,综合评述了国外学者基于不同材料研究提出的冲蚀理论以及主要研究结论,并总结了国内对于基础冲蚀理论做出的衍生研究。结合实际工艺工况阐述了加砂压裂过程中管柱严重冲蚀的主要原因;针对大规模加砂压裂过程中易被冲蚀的管柱结构和压裂工具介绍了研究进展。指出了当前压裂管柱冲蚀的研究难点及未来的研究方向,对压裂管柱的冲蚀防护问题,保护井筒完整性和提高非常规油气资源的开发效果有重要的参考价值和工程意义。

摘要： 为了降低套管封隔器分段压裂的施工风险,解决压裂结束后套管封隔器分段压裂管柱上提易遇卡的问题,以某区块一口水平井的套管封隔器分段压裂为例,从压裂管柱上提时的载荷、上下活动距离和返排液性质等特征因素入手,详细分析了该井前3段压裂后压裂管柱上提遇卡的原因,并制定了解卡措施,压裂管柱顺利解卡.为防止后续6段压裂再出现压裂管柱上提遇卡的情况,对套管封隔器分段压裂管柱进行了优化,采用优化后的压裂管柱顺利完成了该井后续6段的压裂,且压裂管柱全部安全顺利起出.该井处理套管分段压裂管柱上提遇卡的方法和制定的措施及优化的压裂管柱,为今后类似问题的处理和压裂管柱的优选提供了借鉴.

摘要： 针对江陵凹陷新沟嘴组深井地层温度高、应力高、施工压力高等导致的压裂改造困难等问题,选用先进射孔弹复射孔,优化压裂管柱组合降低摩阻,优化液体配方适应储层及精选支撑剂组合匹配裂缝系统,前置酸降低破裂压力,多级粉陶段塞打磨降低近井裂缝弯曲摩阻,提高压裂设备等级等措施,加大了深井的改造强度,提高了泄油面积,取得了一定压裂效果.

摘要： 本文对深层碳酸盐岩水平井的特点进行分析,通过结合目前大部分分段压裂技术的工艺特点,得出对于深层碳酸盐岩,裸眼分段压力工艺是最好的方法。本文研究并介绍了一种新型的管柱结构,它相对与其他的管柱更易于下入、压裂后更方便进行二次改造,对以后的碳酸盐岩油层开发有重大的意义。

摘要： 为更好完成不动管柱实现多层压裂,满足加砂量大、压力高、多层位的现场施工要求,优化设计了不动管柱8层压裂管柱结构,优化了Y541、Y341封隔器,优选了Y344封隔器,设计了压裂保护短接、逐级解封等工具.采用Y541+Y341封隔器压裂管柱,增大压裂规模、增加压裂段数,减缓工具磨损,降低压后吐砂导致砂堵砂卡几率,同时解决解封困难的问题.X22-70井采用不动管柱5层压裂,单段最大加砂量136 m3,累计加砂536 m3.上提管柱顺利解封,最大上提吨位300 kN.该技术可为储层精细划分及有效改造提供技术支持.

摘要： 通过分析大庆油田外围储层,采用水平井开发,能够取得更好的经济效益.介绍双封单卡逐段上提压裂管柱和不动管柱坐压多段压裂管柱两种水平并压裂管柱,分析其技术原理、应用范围及下一步建议.

摘要： 针对水力喷射技术在大庆油田应用时存在压裂工具性能指标低,压裂过程中需要加砂易造成砂卡,导致管柱起不出的问题,采用Solidworks软件优化胶筒结构,并改进胶料配方,使胶筒抗拉强度提高23％,残余变形率低于3％;采用Ansys软件模拟并优化卡瓦受力状态,使卡瓦承受交变载荷的能力提升50％,提高压裂工具的可靠性;设计封隔器排砂结构,并集成化设计管柱,管柱外径缩小16％,整体长度缩短25％,砂卡风险降低到0;采用Fluent模拟将喷枪孔径优化为4.5 mm,孔数优化为4个,相位角优化为180°,提高射孔能力;设计"简支梁"式接箍定位器,定位准确率100％,提升工艺管柱的安全性.改进后的工艺管柱现场应用84口井,压裂972段,施工成功率100％,其规模化应用为稳产提供了有力的技术支撑,并具有广阔的推广前景.

摘要： In the process of sealing and fracturing,it is necessary to carry out finite element analysis of horizontal col-umn fracturing column to ensure the safety of multi-stage fracturing column.In this paper,three kinds of three-dimensional nonlinear finite element model of curved string and horizontal column are established by CFD finite element software.Ac-cording to the actual sealing and fracturing construction parameters,the strength of the column is analyzed and compared with the theoretical calculation results,and the reliability of the results is verified.%在坐封和压裂施工过程中,需要对水平井压裂管柱进行有限元分析,以此来确保水平井多级压裂管柱的作业安全性.以水平井压裂管柱为研究对象,提出了3个研究假设,应用CFD有限元软件建立了弯曲管柱和水平管柱的三维非线性有限元模型,根据实际的坐封和压裂施工参数,分析了管柱作业强度,并与理论计算结果进行对比分析,相互验证了结果的可靠性.

摘要： 针对水平井多级压裂双簇水力喷射效果不佳、上下游喷射器冲蚀不均匀和水平井筒内携砂流体中砂粒易沉降等问题,研究了基于阿基米德双螺旋线原理的水力喷射压裂技术.根据阿基米德双螺旋线原理,设计了双螺旋水力喷射压裂管柱及喷射器,并采用可视化试验方法对双螺旋特性进行了室内携砂评价试验;根据牛顿第二定律建立了水力喷射压裂工况下等径直管和双螺旋管柱内携砂流体中砂粒运移的动力学方程,得出了等径直管和双螺旋管柱内砂粒的运动速度计算模型.研究得出,双螺旋水力喷射压裂管柱及喷射器能起到螺旋旋流作用,均衡双簇水力喷射压裂效果和降低上、下游水力喷射器冲蚀的非均匀性;等径直管内砂粒的运动规律符合恒定加速度运动方程,双螺旋管内砂粒的运动规律符合变加速度运动方程.研究结果表明,采用双螺旋结构水力喷射压裂管柱及喷射器是可行的,在均衡多级水力喷射压裂效果和提高水平井筒内携砂流体携砂能力方面具有显著作用.%The multi-stage double-cluster hydraulic jet often encounters problems such as that of rela-tive ineffectiveness,uneven erosion between the upstream and downstream by the injector,and sanding problems caused by the easy settlement of sands.To overcome these challenges,the theory of Archimedes double helix was utilized and integrated to a mathematical model of hydro jet fracturing,which provides the basis in the design of the double-helix hydraulic fracturing tubing string and injector.Then visualizations of the sand-carrying evaluation experiments were performed to evaluate the double-helix characteristics.In ad-dition,kinetic equations of sand migration in sand-carrying fluid through straight pipes and double-helix pipes with the same diameter under hydraulic fracturing conditions were obtained based on New ton's sec-ond law,then transformed into the calculation models of the kinetic velocity of sands.As indicated in the research,the double-helix hydraulic fracturing pipe strings and injector can generate rotational flow,w hich help to balance double-helix hydraulic fracturing effects,and reduce erosion unevenness between the up-stream and the dow nstream.T he movement of sands can be described in a model by the accelerated move-ment equation with a constant accelerated velocity and varied accelerated velocity inside straight pipes and double-helix pipes,respectively.T he research demonstrated that the double-helix hydraulic fracturing pipe strings and injector can function well,which are feasible evidently in balancing the multi-stage hydraulic fracturing effects and improving sand-carrying capacity of fluid along horizontal wellbores.

摘要： 压裂管柱设计及力学分析是压裂施工的关键技术问题之一。考虑压裂管柱的接触摩擦和弯曲效应,用多向接触间隙元(简称间隙元)和空间梁单元对压裂管柱的接触非线性问题进行了求解。间隙元能正确方便地描述出压裂管柱与井壁(套管内壁)的接触状态、接触反力及相应的摩擦阻力,使压裂管柱计算力学模型简化少、受力变形分析值更准确。算例表明:在有双卡压裂管柱中,在卡距为10m、20m、30m时,上封隔器轴向滑动位移最大为0.19mm ,下封隔器的滑动位移分别为11.17mm、23.78mm、36.46mm ,为卡距的合理选择提供了理论依据。

摘要： 压裂作业是改进油气层渗透率、提高油气井产量的有效途径之一。压裂管柱在压裂施工中，地层温度及压裂液温度随井深发生线性或非线性变化，压裂液压力也随井深发生非线性变化。本文选取管内流动的压裂液、管外环空静止井液和压裂管柱为研究对象，建立了温度场、流场和应力场耦合分析的多物理场模型。利用ANSYS 软件，计算得到1000m压裂管柱以及压裂液在井口处的温度均为20°C，管柱内外壁在井底处的温度分别为36.99°C、50.55°C，压裂液在井底处温度达到35.47°C。仍选取1000m压裂管柱模型，计算得出管柱在多物理场和应力场中，井口和井底处的等效应力相对误差分别为3.73%、5.97%。可见，采用应力场对压裂管柱强度评价影响不大，但对管柱的轴向应力、环向应力有一定的影响。

摘要： CO泡沫压裂具有对油层伤害小、返排液能力强、低滤失、粘度高和挟砂能力强等特点.CO压裂设备主要由CO液罐、CO管汇和CO增压泵车组成.与其配套的水基压裂车组为Stewart & Stevenson公司的车组,由6台压裂车、2台混砂车、1台压裂液罐车及1台胶链罐车等组成.根据大庆油田的地质条件,研制成功一次能压2个层段且能同时实现返排的CO压裂管柱,29口井35层的CO泡沫压裂试验表明,施工一次成功率达89.6﹪,压裂油层深度2400m,泵压稳定,能满足低产、低渗透油田改造和开发的需要,增油效果好.

摘要： 大牛地气田属低孔、低渗、低压、多层系气藏，部分井单层压裂改造不能满足经济有效开采要求，需要采用双封隔器分压二层，压后不动管柱投产合采。大牛地气田截至2007年12月，采用Y221机械双封工具共计施工115井次，取得了良好的效果，但针对斜井，该工具存在坐封、解封困难等问题，针对该问题，研究出一套适合大牛地气田分压改造后直接合采投产的井内管柱。该管柱采用液压式封隔器组合，提高了压裂管串的可靠程度，特别是开发出了双滑套喷砂器，在压裂施工结束后不用动管柱而通过投放撞击杆，将撞击连通阀打开，保证下层油套连通，满足了压后不动管柱直接返排、投产、二层合采的需要。至2007年12月，应用该管柱在大牛地气田进行了6口井12层的压裂施工，工具应用成功率达100％，取得了显著成效。

摘要： 大牛地气田属低孔、低渗、低压、多层系气藏，部分井单层压裂改造不能满足经济有效开采要求，需要采用双封隔器分压二层，压后不动管柱投产合采。大牛地气田截至2007年12月，采用Y221机械双封工具共计施工115井次，取得了良好的效果，但针对斜井，该工具存在坐封、解封困难等问题，针对该问题，研究出一套适合大牛地气田分压改造后直接合采投产的井内管柱。该管柱采用液压式封隔器组合，提高了压裂管串的可靠程度，特别是开发出了双滑套喷砂器，在压裂施工结束后不用动管柱而通过投放撞击杆，将撞击连通阀打开，保证下层油套连通，满足了压后不动管柱直接返排、投产、二层合采的需要。至2007年12月，应用该管柱在大牛地气田进行了6口井12层的压裂施工，工具应用成功率达100％，取得了显著成效。

摘要： 大牛地气田属低孔、低渗、低压、多层系气藏，部分井单层压裂改造不能满足经济有效开采要求，需要采用双封隔器分压二层，压后不动管柱投产合采。大牛地气田截至2007年12月，采用Y221机械双封工具共计施工115井次，取得了良好的效果，但针对斜井，该工具存在坐封、解封困难等问题，针对该问题，研究出一套适合大牛地气田分压改造后直接合采投产的井内管柱。该管柱采用液压式封隔器组合，提高了压裂管串的可靠程度，特别是开发出了双滑套喷砂器，在压裂施工结束后不用动管柱而通过投放撞击杆，将撞击连通阀打开，保证下层油套连通，满足了压后不动管柱直接返排、投产、二层合采的需要。至2007年12月，应用该管柱在大牛地气田进行了6口井12层的压裂施工，工具应用成功率达100％，取得了显著成效。

摘要： 大牛地气田属低孔、低渗、低压、多层系气藏，部分井单层压裂改造不能满足经济有效开采要求，需要采用双封隔器分压二层，压后不动管柱投产合采。大牛地气田截至2007年12月，采用Y221机械双封工具共计施工115井次，取得了良好的效果，但针对斜井，该工具存在坐封、解封困难等问题，针对该问题，研究出一套适合大牛地气田分压改造后直接合采投产的井内管柱。该管柱采用液压式封隔器组合，提高了压裂管串的可靠程度，特别是开发出了双滑套喷砂器，在压裂施工结束后不用动管柱而通过投放撞击杆，将撞击连通阀打开，保证下层油套连通，满足了压后不动管柱直接返排、投产、二层合采的需要。至2007年12月，应用该管柱在大牛地气田进行了6口井12层的压裂施工，工具应用成功率达100％，取得了显著成效。

摘要： 大牛地气田属低孔、低渗、低压、多层系气藏，部分井单层压裂改造不能满足经济有效开采要求，需要采用双封隔器分压二层，压后不动管柱投产合采。大牛地气田截至2007年12月，采用Y221机械双封工具共计施工115井次，取得了良好的效果，但针对斜井，该工具存在坐封、解封困难等问题，针对该问题，研究出一套适合大牛地气田分压改造后直接合采投产的井内管柱。该管柱采用液压式封隔器组合，提高了压裂管串的可靠程度，特别是开发出了双滑套喷砂器，在压裂施工结束后不用动管柱而通过投放撞击杆，将撞击连通阀打开，保证下层油套连通，满足了压后不动管柱直接返排、投产、二层合采的需要。至2007年12月，应用该管柱在大牛地气田进行了6口井12层的压裂施工，工具应用成功率达100％，取得了显著成效。

摘要： 本发明提出了一种连续油管分段压裂管柱，包括依次连接在连续油管上的安全接头、水力喷射器、扶正器和机械定位器，在所述扶正器和所述机械定位器之间还连接有可控开关式脉冲喷砂器和机械式封隔器。本发明的连续油管分段压裂管柱结构简单，换层施工迅速，管柱可靠性和安全性高，下放一趟管柱可以实现对致密油气藏油气井完成多级多段喷砂射孔、井底混砂压裂及环空大排量压裂的复合方式的分段压裂作业，可以形成复杂的裂缝网络，提高致密储层改造的波及体积，提高致密油气藏的分段压裂作业效率，降低开发成本和提高压裂开发效果。本发明还提供了一种利用连续油管分段压裂管柱的分段压裂方法。

摘要： 本发明提出了一种连续油管分段压裂管柱，包括依次连接在连续油管上的安全接头、水力喷射器、扶正器和机械定位器，在所述扶正器和所述机械定位器之间还连接有可控开关式脉冲喷砂器和机械式封隔器。本发明的连续油管分段压裂管柱结构简单，换层施工迅速，管柱可靠性和安全性高，下放一趟管柱可以实现对致密油气藏油气井完成多级多段喷砂射孔、井底混砂压裂及环空大排量压裂的复合方式的分段压裂作业，可以形成复杂的裂缝网络，提高致密储层改造的波及体积，提高致密油气藏的分段压裂作业效率，降低开发成本和提高压裂开发效果。本发明还提供了一种利用连续油管分段压裂管柱的分段压裂方法。

摘要： 本发明提供了一种不动管柱水力喷射多级多簇压裂管柱的压裂方法，包括：第一层压裂作业；换层压裂作业，在换层压裂作业时，向不动管柱投球后，通过提高排量实现打开多个滑套。向不动管柱投球后，通过提高排量实现打开多个滑套，实现处理层段成倍数的增加，满足作业段数多、长水平段的井的分段压裂改造作业需要。

摘要： 本发明提供了一种储层压裂装置及储层压裂管柱，该储层压裂装置包括：外筒体，其设有第一外气孔和第二外气孔；内筒体，其设有第一内气孔和第二内气孔，内筒体设于外筒体内，且与外筒体滑动连接；滑动体，滑动体设于内筒体内，且能够相对于外筒体沿外筒体的轴向移动，滑动体设有供压裂介质沿外筒体的轴向流动的介质通道；内筒体与滑动体之间通过棘齿机构连接，使滑动体能够带动内筒体向下移动，并且棘齿机构能够卸除滑动体向内筒体施加的向上的驱动力；第一弹簧，其设于内筒体与滑动体之间。通过本发明，解决了现有技术中使用同一压力来压裂所有地层，导致有些地层无法压开，使得压力无法有效的传递的技术问题。

摘要： 用于压裂管柱中的旁通阀及压裂管柱，涉及石油天然气的开采技术。其中，用于压裂管柱中的旁通阀包括：上接头、泄压管以及下接头，上接头与下接头通过剪切销钉连接；泄压管的滑动设置在下接头中，且所述泄压管的上端与所述上接头的内壁连接；泄压管的下端设置有限位部，以限制泄压管从下接头中脱离；泄压管上开设有若干个泄压孔。当发生负压卡钻时，上提上接头将剪切销钉拉断，泄压管能与下接头产生相对位移，泄压管上的泄压孔露出，通过泄压管的泄压孔将旁通阀的内腔与外部连通，使得旁通阀的外压力与旁通阀的内压力逐渐平衡，有助于消除负压卡钻，操作简单便捷，能缩短施工周期，且不需要再向地层注入液体，减少地层污染，有助于提高油气产量。

摘要： 本实用新型涉及石油开发领域，具体涉及一种具有压裂管柱与采油管柱功能的联作管柱。本实用新型要克服现有技术存在的作业过程比较复杂、起下管柱频繁、劳动强度较大和作业成本较高的问题。为克服现有技术存在的问题，本实用新型提供的技术方案是：一种具有压裂管柱与采油管柱功能的联作管柱，包括油管、工作筒、凡尔座和压裂钻具，所述油管和压裂钻具之间串接有工作筒，在工作筒上固定设置有凡尔座。本实用新型的有益效果是，将压裂管柱与采油管柱的功能集一体完成，首先作为压裂管柱使用，压裂作业完成后，下入凡尔组件，再下入活塞和抽油杆柱即可进行采油作业。这样作业过程简单、避免了频繁起下管柱、降低了员工劳动强度和作业成本。

摘要： 本实用新型公开了一种裸眼水平井不动管柱水力喷射分段完井压裂管柱，包括尾管、管外封隔器和安装在所述尾管内的多个滑套喷射器、底部喷射器，所述尾管的上端通过悬挂器连接至钻杆，所述管外封隔器安装在所述尾管外，用于对所述尾管进行固定，位于首位的滑套喷射器通过油管连接至井上，相邻的滑套喷射器之间通过油管连接，位于末位的滑套喷射器通过油管连接至所述底部喷射器。本实用新型中的管柱结构易于下入、压裂后方便进行二次改造。

摘要： 一种不动管柱分压七段水力射孔—压裂管柱，属于石油工业技术领域。带孔导向头连接筛管,筛管的另一端连接球座单流阀，球座单流阀的另一端连接第一喷枪装置，第一喷枪装置的另一端连接第二喷枪装置，第二喷枪装置的另一端连接第三喷枪装置，第三喷枪装置的另一端连接第四喷枪装置，第四喷枪装置的另一端连接第五喷枪装置，第五喷枪装置的另一端连接第六喷枪装置，第六喷枪装置的另一端连接第七喷枪装置，第七喷枪装置的另一端与连接头连接；第一喷枪装置的扶正器连接无套喷枪，无套喷枪的另一端连接带套喷枪，克服原有水力射孔压裂管柱只能实施单层压裂的弊端，对薄隔层储层起到很好的保护作用，提高水力喷射压裂的工作效率和工艺适应性。

摘要： 本实用新型公开了一种气田水平井不动管柱水力喷砂分簇多段压裂管柱，是为提高水平井的施工效率和改造效果、有效解决长水平段水平井的改造问题而设计的，该管柱由井口大四通、直井段和水平井段油管柱连接而成，直井段油管柱包括外加厚油管、水力锚和安全接头，水平井段油管柱包括多级串接的喷射单元，喷射单元由过球式喷射器、滑套式喷射器、可控式封隔器和滑套座连接而成，末级喷射单元由两个滑套式喷射器组成，最后连接球座和浮鞋。该管柱一段压裂形成两簇裂缝，能增加改造段数，提高施工效率和增产效果；同级的过球式喷射器、滑套式喷射器及可控式封隔器共用一个钢球，可提高工具设计级数；通过可控式封隔器能实现改造段之间的有效封隔，确保压裂施工的良好效果。

摘要： 裸眼完井水力喷砂不动管柱分段压裂管柱，应用于气田水平井裸眼完井后分段压裂施工。在31/2″外加厚油管组成的油管柱上连接有水力锚，水力锚的下部连接有安全接头，水力锚和安全接头在水平井的直径段内；在水平井段的油管柱上自上而下依次连接有七组喷射器、K344封隔器和滑套座。在第一级喷射器的下端连接有球座，球座的下端连接一个浮鞋。效果是：解决了6″井眼裸眼完井方式下、长水平段物性差异大的气田水平井多段改造的技术问题，增加了改造段数，提高了分段压裂效果。