連續(xù)油管水力噴砂射孔深度確定方法探究

1、連續(xù)油管水力噴砂射孔深度確定方法探究周建權(quán)中石化華北分公司開發(fā)處體的密度、摩擦力等有關(guān)。二、無線套管接箍定位確定連續(xù)油管深度方法為了克服現(xiàn)有的連續(xù)油管計(jì)深器的缺點(diǎn)，近幾年出現(xiàn)了無線套管接箍定位器。定位器以電池作動(dòng)力，通過工具在井筒中移動(dòng)過程中向地面?zhèn)魉偷膲毫γ}沖信號(hào)，可以指出套管接箍、油管接箍的位置，不需要利用電纜提供電力或傳輸數(shù)據(jù)。無線套管接箍定位器的剖面圖見圖2。無線套管接箍定位器的線圈和磁鐵裝置，與有線套管定位器相似，檢測與接箍金屬相關(guān)的物理量的變化。當(dāng)定位器通過一個(gè)接箍時(shí)，線圈和磁鐵裝置產(chǎn)生一個(gè)小的電壓脈沖。如果脈沖足夠大，超過工具設(shè)定的臨界值，處理系統(tǒng)就把該脈沖認(rèn)作一個(gè)接箍，并接通工

2、具中的電磁閥的電池動(dòng)力。在工具移動(dòng)過程中，始終有不可壓縮的流體泵送流過工具。一旦處理系統(tǒng)接通電磁閥的電池動(dòng)力，即啟動(dòng)一個(gè)滑動(dòng)活塞將工具關(guān)閉，使流體通道封閉三秒鐘。三秒鐘結(jié)束，電磁閥的電池動(dòng)力被切斷，工具的流體通道重新打開。在壓力與深度關(guān)系記期在大牛地氣田施工的D1210井和D664井（環(huán)空注入）。其中連續(xù)油管水力噴砂射孔深度的準(zhǔn)確定位，對(duì)連續(xù)油管壓裂施工起著關(guān)鍵性作用，國外采用無線套管接箍定位器較好的解決了這一問題，但該儀器受產(chǎn)權(quán)的保護(hù)，無法在市場購買。本文通過傳統(tǒng)的確定深度方法同樣達(dá)到了連續(xù)油管水力噴砂射孔準(zhǔn)確定位的目的，對(duì)今后連續(xù)油管技術(shù)的發(fā)展起到了借鑒作用。一、連續(xù)油管受力分析1、應(yīng)力極

3、限連續(xù)油管在井內(nèi)作業(yè)時(shí)，在忽略制造過程中彈性彎曲殘余應(yīng)力的情況下，影響連續(xù)油管變形的應(yīng)力主要為：內(nèi)部壓力、外部壓力和軸向力。三種應(yīng)力作用在連續(xù)油管的綜合值應(yīng)低于連續(xù)油管屈服應(yīng)力的80%，以防止施工過程中壓力對(duì)連續(xù)油管的擠毀或破裂損害和軸向力對(duì)連續(xù)油管的拉斷和彎曲效益?zhèn)Α?、影響連續(xù)油管長度因素分析（1）軸向載荷的拉伸連續(xù)油管滾輪計(jì)深器對(duì)連續(xù)油管由于軸向載荷而引起的延伸很難解釋清楚，隨著連續(xù)油管的下深，其軸向載荷將隨著增加，同時(shí)內(nèi)外壓力的不同也對(duì)連續(xù)油管的軸向載荷產(chǎn)生影響。因此理論上計(jì)算連續(xù)油管的伸長比常規(guī)管柱復(fù)雜的多。圖1顯示了一段連續(xù)油管軸向載荷從0到其屈服強(qiáng)度的80%，然后去掉載荷時(shí)連續(xù)

4、油管伸長情況。（2）增溫產(chǎn)生的伸長溫度的增加也會(huì)引起連續(xù)油管的伸長。其伸長量為溫差乘以一個(gè)溫度擴(kuò)展系數(shù)。如1000m連續(xù)油管，在溫差為70的情況下，其熱伸長為0.257m。因此溫度對(duì)連續(xù)油管的長度影響較小。（3）壓力引起的伸長連續(xù)油管內(nèi)部和外部壓力的變化最終引起軸向力的變化，尤其在連續(xù)油管水力噴砂射孔時(shí)，由于噴嘴的節(jié)流效應(yīng)導(dǎo)致軸向力的增加，因而引起連續(xù)油管的伸長。（4）螺旋彎曲引起的收縮連續(xù)油管在井內(nèi)受壓會(huì)彎曲成螺旋形而縮短，盡管連續(xù)油管本身的長度不會(huì)改變，但它在井眼中實(shí)際長度卻因螺旋彎曲而縮短，這將影響連續(xù)油管長度確定的井深?？s短值與連續(xù)油管的有效軸向載荷、流前言連續(xù)油管（Coiled Tu

5、bing）,又稱為撓性油管，起源于二次世界大戰(zhàn)期間的海底管線工程，自60年代初，連續(xù)油管作業(yè)技術(shù)開始在石油工業(yè)中應(yīng)用?，F(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，有力的推動(dòng)了連續(xù)油管作業(yè)技術(shù)的發(fā)展與進(jìn)步，經(jīng)過半個(gè)世紀(jì)的不懈努力，到90年代，連續(xù)油管作業(yè)裝置被譽(yù)為“萬能作業(yè)”設(shè)備，廣泛應(yīng)用于油氣田修井、鉆井、完井、測井等作業(yè)，在油氣田勘探與開發(fā)中發(fā)揮著越來越重要的作用。1977年，四川石油管理局從美國Bowen（波恩）公司引進(jìn)國內(nèi)第一臺(tái)連續(xù)油管設(shè)備。首先利用引進(jìn)的連續(xù)油管設(shè)備進(jìn)行氣井小型酸化、注氮排殘酸、氣舉降液、沖砂、清蠟等簡單作業(yè)。大慶油田自 1985年引進(jìn) Hydra-Rig公司的連續(xù)油管設(shè)備以來，共在100多口

6、井中進(jìn)行了修井等多種井下作業(yè)。吐哈油田自 1994年引進(jìn)連續(xù)油管設(shè)備以來，每年的作業(yè)量不斷增加。2006年長慶石油勘探局井下作業(yè)處從美國引進(jìn)的一套連續(xù)油管已于同年5月3日正式投入靖邊氣田施工，作業(yè)深度 4500 m，主要用于抽吸、氣舉、沖砂、排液等施工，連續(xù)油管技術(shù)在我國油田已經(jīng)得到認(rèn)可。其應(yīng)用技術(shù)也在不斷的擴(kuò)大，至今已知的國內(nèi)利用連續(xù)油管逐層壓裂作業(yè)的先例已有西南油氣田公司在四川白淺110井成功實(shí)施的連續(xù)油管水力噴砂逐層壓裂（油管注入）和BJ公司近圖無線套管接箍定位器剖面圖圖連續(xù)油管加載、卸載伸長示意圖-錄曲線上可以清楚地看到壓力尖峰。依據(jù)無線套管接箍定位器測得的深度數(shù)據(jù)，可以對(duì)連續(xù)油管計(jì)深

7、器的深度數(shù)據(jù)加以校正。三、確定連續(xù)油管水力噴砂射孔深度的常規(guī)方法1、人工井底深度（1）下油管。管柱結(jié)構(gòu)自下而上為(23/8)油管2根定位短節(jié)2 3/8油管。（2）探人工井底。下管柱探到人工井底后，連續(xù)探兩次，指重表懸重下降小于0.5噸為合格。（3）上提1根油管。探完人工井底后上提1根油管，座油管吊卡于井口大四通法蘭面上，并卸掉上部1根油管。（4）測井校深。從油管下入自然伽瑪和磁定位儀器進(jìn)行校深，確定油管短節(jié)上部（或下部）深度。（5）再探人工井底。測井校深完成后，接1根油管再次探人工井底兩次，指重表懸重下降小于0.5噸為合格，準(zhǔn)確記錄上部1根油管的方入（以井口四通法蘭為基準(zhǔn)）。（6）人工井底深度

8、的計(jì)算。人工井底深度定位短節(jié)深度定位短節(jié)長度下部2根油管長度油管的方入接箍長吊卡長度。2、連續(xù)油管深度PE的確定 （PE為連續(xù)油管水力噴砂射孔作業(yè)油管靜態(tài)和動(dòng)態(tài)情況下的差值）（1）下入帶有噴砂射孔工具的連續(xù)油管，開泵，排量調(diào)至最小，打開環(huán)空閥門返排，確保井筒內(nèi)灌滿液體。（2）準(zhǔn)確記錄機(jī)械計(jì)數(shù)器和電子計(jì)數(shù)器所顯示的深度。下入過程中每500m進(jìn)行連續(xù)油管上提懸重測試。（3）繼續(xù)下油管至人工井底（懸重下降2000 bl），上提連續(xù)油管到原懸重，記錄該深度為不開泵時(shí)的人工井底，在連續(xù)油管計(jì)數(shù)器兩邊噴漆（紅色）作記號(hào)，調(diào)整電子深度計(jì)數(shù)器。（4）上提連續(xù)油管10m。開泵正循環(huán)洗井，泵入稠化活性水，排量約0

9、.3m3/min（接近射孔排量）。（5）保持排量不變，再次下入連續(xù)油管探人工井底（懸重下降2000 bl），后上提連續(xù)油管到原懸重（開泵循環(huán)時(shí)的重量），記錄該深度為開泵時(shí)的人工井底。（6）PE計(jì)算：PE=不開泵時(shí)人工井底的深度開泵時(shí)人工井底的深度。3、 噴砂射孔位置的確定（1）保持最小排量，上提連續(xù)油管至第一層射孔層深度（預(yù)定射孔位置），上提實(shí)際長度應(yīng)減去PE值。（例如：人工井底：2843m，PE=0.5m射孔位置2800m。在實(shí)際操作時(shí)應(yīng)從人工井底上提：284328000.5=42.5m。）式中：Se 擬加速度反應(yīng)譜；Sde 擬位移反應(yīng)譜。然后確定結(jié)構(gòu)的等效阻尼比，最后檢驗(yàn)結(jié)構(gòu)的抗震能力。結(jié)語將位移作為控制結(jié)構(gòu)行為的參數(shù)，不僅可以與以應(yīng)變?yōu)榛A(chǔ)的損傷極限狀態(tài)聯(lián)系到一起8-10，而且在宏觀上還可