水平井分段壓裂管柱及工具關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、水平井分段壓裂是一項(xiàng)世界級(jí)技術(shù)難題，主要技術(shù)難點(diǎn)是：井眼軌跡復(fù)雜，管柱起下困難，施工風(fēng)險(xiǎn)高；水平段有效分段困難，現(xiàn)場(chǎng)控制難度大等。針對(duì)水平井分段壓裂中存在的問(wèn)題，通過(guò)設(shè)計(jì)、理論分析、計(jì)算和實(shí)驗(yàn)研究相結(jié)合的方法，開(kāi)展水平井分段壓裂相關(guān)技術(shù)的研究攻關(guān)；重點(diǎn)解決水平井封隔器分段壓裂工藝中存在的壓裂管柱起下困難、管柱錨定問(wèn)題、卡瓦式管柱易卡鉆以及砂進(jìn)工具內(nèi)腔影響工作性能等問(wèn)題。本文對(duì)水平井分段壓裂工藝技術(shù)最新成果進(jìn)行了系統(tǒng)分析，對(duì)存在的不足和出

2、現(xiàn)問(wèn)題的原因進(jìn)行了深入探討分析，研究了新型封隔器分段壓裂工藝管柱，對(duì)水平井分段壓裂工藝管柱進(jìn)行了力學(xué)分析，并進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究，取得了一些新的研究成果：(1)綜合研究分析了水平井分段壓裂工藝技術(shù)的國(guó)內(nèi)外技術(shù)成果，對(duì)目前國(guó)內(nèi)外主要的六類(lèi)水平井分段壓裂工藝技術(shù)的研發(fā)歷史、工藝原理、國(guó)內(nèi)外基本試驗(yàn)應(yīng)用及技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了系統(tǒng)分析總結(jié)；這些技術(shù)分析為本文的研究提供了理論依據(jù)和研究方向。(2)研究了影響水平井分段壓裂工藝失效的各種原因，利用故障樹(shù)方法

3、重點(diǎn)分析了井下工具失效的問(wèn)題，通過(guò)故障樹(shù)定性定量分析研究認(rèn)為，井下工具的設(shè)計(jì)加工及選材是決定井下工具性能和分段壓裂工藝有效性的關(guān)鍵因素。(3)研究了兩類(lèi)水平井多級(jí)封隔器分段壓裂工藝管柱(不動(dòng)管柱多級(jí)封隔器分段壓裂工藝管柱和拖動(dòng)管柱式封隔器分段壓裂工藝管柱)，對(duì)封隔器分段壓裂工藝管柱進(jìn)行了ABAQUS有限元力學(xué)分析，力學(xué)分析結(jié)果為優(yōu)化管柱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和配套井下工具設(shè)計(jì)及選材等提供了強(qiáng)有力技術(shù)支持，提高了分段壓裂工藝管柱的安全性和可靠性，進(jìn)行了

4、現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)檢驗(yàn)。(4)研究了擴(kuò)張式長(zhǎng)膠筒封隔器，并應(yīng)用于水平井分段壓裂分段封隔和管柱錨定，可以有效避免卡瓦式錨定工具卡鉆和壓裂后管柱解卡困難的問(wèn)題；進(jìn)行了擴(kuò)張式長(zhǎng)膠筒封隔器有限元力學(xué)分析和技術(shù)性能分析，通過(guò)力學(xué)分析優(yōu)化膠筒結(jié)構(gòu)。(5)對(duì)分段壓裂配套工具防砂擋砂性能進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究，設(shè)計(jì)了具有防砂擋砂功能的水力錨和SPK344封隔器等工具，液體通過(guò)滲透性好，過(guò)濾精度高，保證工具各項(xiàng)性能指標(biāo)和使用性能的同時(shí)，可以有效防止砂、垢等贓物進(jìn)入工具內(nèi)腔