石油专用浮箍浮鞋在煤矿服务钻孔下管和固井中的应用

将石油专用浮箍浮鞋用于煤矿服务钻孔的下管及固井工作中,需要解决的主要问题是如何使其在泵压达到2MPa时,阀门自动打开,容许浆液通过,否则阀门始终处于关闭状态。以清水营送料孔为例,对石油浮箍浮鞋在煤矿服务钻孔下管和固井中,如何确保浮箍浮鞋在孔底顺利打开,掌握搅拌水泥浆液的时机,从而使注浆过程一次性注完以及固井过程中采用的技术措施作了详尽说明。从实际应用来看,该方法起到了简化下管和固井施工程序,节约工程成本的效果。     

钢板式浮塞下管工艺在煤矿大口径工程井中的应用

针对煤矿大口径工程井采用常规水泥浮塞下管技术存在的施工工序多、钻井液易污染、水泥块沉渣多和易残留等工艺缺陷,以霍州某煤矿大口径瓦斯抽采钻孔工程实践为例,开展钢板式浮塞下管技术研究。介绍了该技术的工艺原理,对瓦斯孔工作套管发生弹性失稳变形和材料屈服破坏的临界强度进行校核计算,开展了钢板浮塞的结构和装配方案设计,并对其强度进行验算。采用本工艺完成直径836 mm,重150 t瓦斯抽采管路的下放作业。经实践验证,该技术可减少下管固井期间起下钻工作量,缩短作业时间,成井后套管内无水泥块残留,且工艺制作过程简单、操作方便,可为今后类似工程施工提供经验和借鉴。     

梧桐庄矿新增大口径3号排水孔施工技术

介绍了梧桐庄矿大口径排水孔钻探成井、固井施工技术。该孔设计孔深646 m,终孔直径520 mm,落点坐标水平位移≯5 m,下入重达90余吨的Φ426 mm套管646 m,水泥固井。由于钻孔直径大,垂直度要求高,施工难度大,预防钻孔超斜、确保顺利安全下入Φ426 mm套管并固井是关键。通过采用小口径先导孔钻进再扩孔成井的施工方法,并采取合理的钻具组合和泥浆,制定有效的防斜技术和下套管措施等,顺利完成了施工任务,施工质量满足设计要求。     

汶川地震断裂带科学钻探项目尾管固井技术的应用

介绍了汶川地震断裂带科学钻探项目钻探施工过程中尾管固井技术的应用情况。针对该项目钻探施工的复杂地层条件,研发了适合于破碎地层和小套管间隙的无接箍尾管固井技术,关键技术包括尾管管柱设计、尾管下人及钻柱分离技术和施工工艺、适合于破碎地层和小套管间隙条件的尾管固井浆液设计和施工工艺。采用研发成功的尾管固井技术,在该项目的二号孔和三号孔中共进行了4次下尾管作业,均获得了成功。     

“反插钢筋笼法”在抗浮锚杆施工中的应用

近年来,抗浮锚杆因其工艺优势及造价优势在基础施工中得到广泛应用。然而在抗浮锚杆施工中,诸多因素也会影响施工效果,如锚杆长度较长、地质条件较差易引起塌孔,传统跟套管锚杆钻机成孔工艺无法顺利施工。北京天利德机电厂房项目在施工抗浮锚杆时,采用了类似"螺旋钻机成孔反插钢筋笼"施工工艺,先注浆后下插杆体,成功解决了塌孔问题,同时节约了洗孔时间,缩短了工期,为类似工程施工提供借鉴。     

长庆油田小套管二次固井工艺技术研究与应用

针对长庆油田?139.7 mm生产套管中下?88.9 mm小套管二次固井环空间隙小、固井施工压力高,水泥环薄、密封完整性难以满足后期措施需求,固井前井筒界面环境差、二界面水泥胶结不佳等技术难点,通过技术创新及改进,研制出适用于小套管二次固井的低摩阻耐压防漏水泥浆体系、热固性树脂水泥浆体系,结合自主研发的界面增强型冲洗液和固井压塞液体系,形成一套长庆油田小套管固井工作液体系。优选性能可靠的固井配套工具,优化小套管固井管串结构,按照平衡压力固井原理,采用一次上返固井工艺,总结出了一套小套管二次固井工艺技术。现场应用10口井,固井质量优良率95%,增产效果显著,为长庆油田老井增潜挖效及套损井治理提供了有力的技术支撑。     

膨胀土地区地下结构抗浮失效机理及主动抗浮措施应用

膨胀土地层透水性弱、渗透性低,一般被视为相对隔水层或隔水层,其抗浮设防水位需综合考虑场地渗流特性、肥槽填料特性、水-结构相互作用而确定,建筑工程抗浮设计问题素来棘手难解。本文依托成都膨胀土地区某商住楼地下室局部抗浮失效案例,通过地下室渗漏水水源调查、基底地下水流量监测、排水系统排泄能力评价等方法,认为地下室上浮属肥槽施工控制不当使高压水渗入抗水板底部进而导致水力学条件失衡造成的。基于此,结合FLAC3D有限差分法,详细探讨了地下水浮力及膨胀土膨胀力作用下地下结构的力学行为特征。结合工程实际,提出一种以“卸压”为主的地下室抗浮方法,其理念是在底板开设卸压孔使地下水流动,通过主动式泄排适量地下水来减小或消除水浮力,并辅以观测及自动控制措施,实现抗浮目的。工程监测结果表明,流量及水头可控,运行效果良好,成本低廉。     

JMTC-1型套管固井质量检测仪的试验研究

目前砂岩型铀矿开采中是采用塑料套管和用MTC材料固井,这类塑料套管固井具有特殊性,用检测钢套管固井质量的仪器来检测塑料套管固井质量效果不佳。为此研制了一种采用测量超声阻尼参数原理的JMTC—1型套管固井质量检测仪,该仪器可以适用于各种材质套管的固井质量检测。文章介绍了JMTC—1型套管固井质量检测仪的设计原理及其在塑料套管固井质量检测中的应用效果。     

永久性抗浮锚桩工程施工技术

永久性抗浮锚桩的施工目的是为了解决建筑物整体抗浮问题。以北京胜古庄小区工程为例,介绍了其施工的技术关键。锚孔钻进时机为旋喷桩固结体终凝初期12～14h;桩位偏差在旋喷体中心的任何方向不超过10mm;与旋喷体垂直度偏差应小于8%。为此采用前导式三翼钻头,钻进速度为200mm/min。      

汶川地震断裂带科学钻探项目WFSD-4孔套管护壁技术

护壁技术是解决复杂地层钻探难题的关键技术之一。介绍了一些特殊的套管护壁技术在WFSD-4号孔钻探中的应用情况,包括在小间隙条件下下大直径套管技术、复杂钻孔活动套管护壁取心技术和用于强缩径地层的两阶段下套管固井技术等。     

米桑油田高压盐膏层固井问题分析和优化

对米桑油田部分井出现的高压盐膏层井段固井质量差且影响下步作业的情况进行了分析,优化了前置液设计、水泥浆设计、入井套（尾）管现场检查、下套管前井眼要求、固井前井筒要求、套管居中、固井注替、固井质量检验等,并成功应用于47井高压盐膏层井段固井,为后续开发井类似井段的固井质量提升提供了借鉴。     

红河油田低压易漏地层水平段固井技术

为提高红河油田水平井固井质量,满足后期分段压裂需求,对红河油田水平井固井技术进行了研究。针对红河油田水平段固井技术难点,通过室内和现场试验,优选出了GSJ水泥浆体系,基于实测地层压力与地层破裂压力,进行平衡压力固井设计确定了环空浆体结构,为提高顶替效率,优化了扶正器类型与加放位置,专业软件模拟表明套管居中度＞73%,良好的井眼准备和套管漂浮措施确保了管柱的顺利下入;加长胶塞、树脂滚轮刚性旋流扶正器和关井阀等附件的使用,保证了固井质量。现场应用53口水平井,水泥浆全部返至地面,CBL测井结果表明,固井优良率达81.13%。该固井技术成功应用于红河油田水平井中,保证了固井质量,满足了后期分段压裂的需要。     

低压易漏裸眼井段技术套管固井技术

龙岗构造是四川盆地北部深层天然气勘探开发的重要区域,针对该区域Φ244.5 mm技术套管固井井段长裸眼、含油气层多套、油气显示频繁强烈、钻井过程中涌漏同存问题,将井眼准备、套管选择、优选水泥浆体系与配方、地面施工工艺等提高固井质量的主要技术措施集成优化,并采用空井固井、预应力固井等特色技术,保证了龙岗构造技术套管的固井质量,应用效果良好。     

套管和尾管快速下入工艺在深水钻井中的应用

套管和尾管的下入程序是整个钻井工艺的重要环节。传统的下套管和尾管速度往往较慢且需要周期性地向管柱内灌钻井液。特别是对于深水钻井等钻井液密度窗口较窄的井,掌控套管柱合适的下放速度较困难,极易产生压力“激动”造成井漏。套管和尾管的快速下入工艺是提高作业效率,保证井下安全,满足钻井工艺需要的重要研究方向。本文主要介绍了套管和尾管快速下入工艺技术的主要工作原理、特点、工具组成和操作方法,以及现场应用情况及其注意事项,对作业过程中可能出现的一些问题进行了分析和总结,并提出了相应的建议,对类似的深水井作业具有重要的借鉴意义。     

伊拉克鲁迈拉油田优化固井技术

伊拉克鲁迈拉油田地层破裂压力低,技术套管固井易发生漏失,生产层页岩层发育导致井眼不规则,存在“大肚子”和井眼缩径、固井顶替效率低、固井质量难以保证的情况。为此在后期固井施工中,通过分析地层特性,从影响固井质量的几个关键因素出发,优化堵漏技术措施。利用固井设计软件,优化扶正器下放数量,通过室内试验优选抑制性加重钻井液,控制调节不稳定页岩层钻井液性能参数,将钻井液API失水量控制在4 mL、密度1.35 g/cm3,优化固井工艺措施,形成了一套适合该地区的综合固井技术。现场试验中,固井质量合格井段达到了80%以上,优于同区块其他队伍施工井段。     

多级套管柱一次下入及固井止水工艺

深水井成井固井止水工艺比较复杂,在施工及以后使用中往往出现各种问题,本文从深井套管柱结构、强度设计、固井工艺、止水工艺等方面进行了改进,经生产实践,取得了良好效果。      

Thermal stresses analysis of casing string used in enhanced geothermal systems wells

In the enhanced geothermal systems wells, casing temperature variation produces casing thermal stresses, resulting in casing uplift or bucking. When the induced thermal stresses exceed casing material's yield strength, the casing deforms and collapses. The traditional casing design standard only considers the influence of temperature variation on casing material's yield strength. Actually, for commonly used grades of steel pipe, casing's material properties-such as yield strength, coefficient of thermal expansion, and modulus of elasticity change with temperature variation. In this paper, the modified thermal stress equation is given. Examples show that the allowable temperature of the material grade N80's casing is only 164 ℃, which is much lower than that of the traditional design standard. The effective method to improve the casing pipe's allowable temperature is pre-stressed cementing technology. Pre-stressed cementing includes pre-tension stress cementing and pre-pressure stress cementing. This paper focuses on the design method of full casing pre-tension stress cementing and the ground anchor full casing string pre-tension cementing construction process.     

地面大直径应急救援钻孔成孔工艺设计与分析

地面大直径钻孔可作为井下被困人员的逃生通道,是矿山事故造成人员被困井下时重要的应急救援方案之一。而常规大直径工程孔以泥浆正循环、多级扩孔工艺为主成孔,无法满足救援要求。着眼于大直径孔救援逃生目的,阐明包括精准透巷、优化孔身结构、高效成孔和安全透巷等四项成孔工艺设计原则;以此为指导,针对覆盖层钻进、二开基岩层钻进、下套管及固井具体施工情况,分析了全套管钻进、导向孔下导管钻进及集束式潜孔锤扩孔钻进、浮力法下套管及内插法固井等技术;借用巷道围岩松动圈及塑性区成熟理论,视透巷钻进所破坏的塑性区岩体为潜在垮落体,进行顶板稳定校核,提出了安全透巷距离及位置等关键参数设计选取方法,为地面大直径应急救援钻孔施工提供技术支持。      

大庆油田中浅层探井环保钻井技术

为了减少钻井对环境的污染等问题,大庆油田在中浅层探井钻井设计过程中有针对性的进行了优化设计,主要从井身结构设计入手,同时对钻井液设计、钻具组合设计、固井设计一系列的设计方案制定了相应的预防措施和改进。改进后的井身结构设计不仅提高了钻井施工过程中的井控安全性,而且较好地保护了环境,特别是对深层地表水起到一定的保护作用。研究了储层潜在损害方式,分析了钻井保护技术的作用原理、应用情况与取得的效果,经过2010年已钻的15口中浅层油气深下表层探井的后效跟踪,包括整个钻井过程和后续的采油过程,均未发现出现污染地表水和周围环境的现象,较之以前石油钻井更加环保,更加符合日益发展的社会对环境保护的要求,这对保护人类赖以生存的自然环境具有重要意义。