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钛合金/钢钻杆复合钻柱动力学特性分析与优化设计
1
作者
陈锋
宾国成
+6 位作者
刘志虎
张建军
郭文婷
吴永清
王文昌
刘强
狄勤丰
《中国石油大学学报(自然科学版)》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第3期75-83,共9页
钻井深度的持续增加使钻柱面临的载荷工况越来越严苛。钛合金具有密度小、屈服强度高和弹性模量低等特点,基于井口钻杆抗拉余量设计要求,设计3种钛合金/钢钻杆复合钻柱,即复合钻柱1(Φ101.6 mm钻杆段全段使用钛合金钻杆)、复合钻柱2(Φ1...
钻井深度的持续增加使钻柱面临的载荷工况越来越严苛。钛合金具有密度小、屈服强度高和弹性模量低等特点,基于井口钻杆抗拉余量设计要求,设计3种钛合金/钢钻杆复合钻柱,即复合钻柱1(Φ101.6 mm钻杆段全段使用钛合金钻杆)、复合钻柱2(Φ101.6 mm钻杆上半段使用钛合金钻杆)和复合钻柱3(Φ101.6 mm钻杆下半段使用钛合金钻杆)。为了探究钛合金/钢钻杆复合钻柱(简称为复合钻柱)的动力学特性,基于Hamiton原理建立复合钻柱的动力学模型,并采用节点迭代法和Newmark-β法对模型进行求解,分析3种复合钻柱的涡动特征、动态应力和振动特性,并与常规钢钻柱进行比较。结果表明:钛合金钻杆的使用可有效减缓钻柱涡动速度、动态应力,其中复合钻柱3的涡动速度、动态应力最小;基于振动特征强度对钻井作业参数进行优化,形成复合钻柱3的钻井作业参数推荐图版并给出合理的施工参数范围。
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关键词
钛合金钻杆
复合钻柱
超深井
动力学特性
钻井参数
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职称材料
提高苏丹6区固井质量的柔性水泥浆固井技术
被引量:
3
2
作者
孙红伟
李兵
+2 位作者
宾国成
柳世杰
唐炜
《天然气工业》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2010年第9期49-50,54,共3页
苏丹6区位于苏丹共和国西南部,该区244.5 mm套管固井水泥封固井段包括主力产层,采用常规水泥浆体系固井后,电测水泥环胶结质量均不理想。完钻后,套管试压过程中产生的套管变形,以及继续钻井过程中钻柱和钻头对套管的撞击作用对井壁与套...
苏丹6区位于苏丹共和国西南部,该区244.5 mm套管固井水泥封固井段包括主力产层,采用常规水泥浆体系固井后,电测水泥环胶结质量均不理想。完钻后,套管试压过程中产生的套管变形,以及继续钻井过程中钻柱和钻头对套管的撞击作用对井壁与套管间水泥环的破坏加大了对固井界面胶结的不良影响,甚至造成水泥环层间封隔失效。为此,在244.5 mm套管固井中引入了一套新的柔性水泥浆体系。该水泥浆体系中混有2%的膨胀剂和2%~3%的增韧剂。膨胀剂中的有效组分在水泥水化过程中促进水泥晶体的晶型变化和体积增加,以补偿水泥水合硬化时产生的体积内收缩,从而有效地消除了水泥石固结过程中产生的微间隙,增韧剂显著提高了水泥石的韧性和抗冲击性,实现了苏丹6区244.5 mm中间套管环空的良好封固,提高了界面的胶结质量。
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关键词
苏丹共和国
西南部
柔性水泥浆
层间封隔
固井质量
技术
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职称材料
相国寺储气库固井井筒密封完整性技术
被引量:
22
3
作者
范伟华
冯彬
+5 位作者
刘世彬
周利
刘洋
王志刚
龚孝林
宾国成
《断块油气田》
CAS
2014年第1期104-106,共3页
确保安全运行是相国寺储气库建设的首要原则,而井筒长期注采的密封性是保证储气库长寿命、安全运行的关键。文中从固井工艺技术、套管串密封完整性技术、水泥浆体系优化等方面入手,通过室内试验研究、软件模拟及现场试验,形成了地层动...
确保安全运行是相国寺储气库建设的首要原则,而井筒长期注采的密封性是保证储气库长寿命、安全运行的关键。文中从固井工艺技术、套管串密封完整性技术、水泥浆体系优化等方面入手,通过室内试验研究、软件模拟及现场试验,形成了地层动态承压试验、提高顶替效率、预应力固井、气密封性检测、管外封隔器以及韧性水泥浆等系列技术,能够保证注采井井筒的长期密封完整性,使固井质量满足相国寺储气库注采井固井的需求。相储8井准244.5 mm尾管固井施工综合运用了该套技术,CBL测井显示水泥胶结合格率达到93.1%,且固井后未发生环空带压现象。
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关键词
储气库
密封完整性
固井
承压试验
预应力
韧性水泥
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职称材料
阿姆河右岸气田油层套管防气窜固井技术
被引量:
5
4
作者
孙红伟
柳世杰
+3 位作者
聂世均
李兵
宾国成
张颖梅
《天然气工业》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2013年第6期71-75,共5页
阿姆河右岸气田是土库曼斯坦每年向中国供应300×108 m3天然气的重要气源地。该气田2008年之前投产的天然气井固井质量均较差,环空带压井比率高达40%。为此,针对气井带压形成的不同原因,根据不同的压力系统分别应用了微硅水泥浆体系...
阿姆河右岸气田是土库曼斯坦每年向中国供应300×108 m3天然气的重要气源地。该气田2008年之前投产的天然气井固井质量均较差,环空带压井比率高达40%。为此,针对气井带压形成的不同原因,根据不同的压力系统分别应用了微硅水泥浆体系,常规G级水泥浆体系和加重水泥浆体系。在6口井开展了适合该气田特点的固井前的井筒准备、水泥浆性能控制和注水泥工艺的配套技术应用试验,通过采用多凝水泥浆柱结构、多级注水泥工艺、先悬挂后回接固井工艺及提高套管内外压差,补偿环空水泥浆失重所导致的液柱压力损失,保证固井候凝期间的压力平衡。在总结试验成果的基础上,开展了39口井的推广应用,CBL测井质量优质率达到45.27%,合格率达到77.31%,大幅度提高了该气田的固井质量,环空带压情况由2008年之前的40%下降到目前的6%,并形成了一套能有效预防该气田固井作业气窜发生的综合固井技术措施。
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关键词
土库曼斯坦
阿姆河右岸
油层套管
防气窜
固井工艺
水泥浆
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职称材料
深井及超深井固井技术应用简析
被引量:
2
5
作者
唐炜
余建
宾国成
《西部探矿工程》
CAS
2021年第6期31-33,共3页
近年来,随着勘探开发力度的加大,深井及超深井的数量日益增多,固井技术措施及水泥浆体系一直是关注的重点。结合深井固井防气窜、压力敏感及窄安全密度窗口、盐膏层固井、小尺寸井眼尾管等固井过程中存在的难点,结合引发这些问题的机理...
近年来,随着勘探开发力度的加大,深井及超深井的数量日益增多,固井技术措施及水泥浆体系一直是关注的重点。结合深井固井防气窜、压力敏感及窄安全密度窗口、盐膏层固井、小尺寸井眼尾管等固井过程中存在的难点,结合引发这些问题的机理出发分析了制约固井质量的因素,从固井施工工艺和固井水泥浆体系的角度讨论了提高固井质量的技术途径,通过工艺技术的优化和改善水泥浆体系综合性能等手段的配合在一定的程度上提高了深井及超深井的固井质量。
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关键词
深井
油气窜
压力敏感
盐膏层
小井眼
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职称材料
川渝地区窄安全密度窗口天然气深井固井新技术
被引量:
9
6
作者
陈敏
赵常青
+5 位作者
林强
周迎春
廖长平
杨万忠
宾国成
周太彬
《天然气勘探与开发》
2021年第3期62-67,共6页
川渝地区钻探作业中,长裸眼井段、多压力层系并存、安全密度窗口窄、井漏和溢流共存现象较为普遍,因而固井面临漏失低返、顶替效率低下以及固井后环空带压影响固井质量和井完整性等问题。通过应用精细控压固井新技术,准确掌握地层压力...
川渝地区钻探作业中,长裸眼井段、多压力层系并存、安全密度窗口窄、井漏和溢流共存现象较为普遍,因而固井面临漏失低返、顶替效率低下以及固井后环空带压影响固井质量和井完整性等问题。通过应用精细控压固井新技术,准确掌握地层压力和漏失压力、精确计算固井下套管与泵注期间环空动当量密度,量化作业窗口区间值,使井筒静液柱压力与井口动态控压之和全程处于窄窗口区间内,达到压稳防漏之目的。精细控压固井技术在川渝地区已开展20余井次现场应用,施工过程中均未发生井漏和溢流现象,后期无窜气,固井质量合格率高于80%,较常规方法固井质量的优质率与合格率平均值,提高20%~30%。精细控压固井技术解决了技术难题,为川渝地区窄安全密度窗口天然气深井固井提供了新的技术途径。
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关键词
川渝地区
溢漏同存
窄安全密度窗口
深井
固井
新技术
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职称材料
题名
钛合金/钢钻杆复合钻柱动力学特性分析与优化设计
1
作者
陈锋
宾国成
刘志虎
张建军
郭文婷
吴永清
王文昌
刘强
狄勤丰
机构
上海大学机电工程与自动化学院
中国石油集团川庆钻探工程有限公司井下作业公司
中国石油集团测井有限公司长庆分公司
上海大学力学与工程科学学院上海市应用数学和力学研究所
石油管材及装备材料服役行为与结构安全国家重点实验室
出处
《中国石油大学学报(自然科学版)》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第3期75-83,共9页
基金
国家重点研发计划(2021YFB3700804)
国家自然科学基金项目(52374008,52174003)
+1 种基金
中国石油科学研究与技术开发项目(2021DJ2703)
陕西省自然科学基金项目(2021JM-607)。
文摘
钻井深度的持续增加使钻柱面临的载荷工况越来越严苛。钛合金具有密度小、屈服强度高和弹性模量低等特点,基于井口钻杆抗拉余量设计要求,设计3种钛合金/钢钻杆复合钻柱,即复合钻柱1(Φ101.6 mm钻杆段全段使用钛合金钻杆)、复合钻柱2(Φ101.6 mm钻杆上半段使用钛合金钻杆)和复合钻柱3(Φ101.6 mm钻杆下半段使用钛合金钻杆)。为了探究钛合金/钢钻杆复合钻柱(简称为复合钻柱)的动力学特性,基于Hamiton原理建立复合钻柱的动力学模型,并采用节点迭代法和Newmark-β法对模型进行求解,分析3种复合钻柱的涡动特征、动态应力和振动特性,并与常规钢钻柱进行比较。结果表明:钛合金钻杆的使用可有效减缓钻柱涡动速度、动态应力,其中复合钻柱3的涡动速度、动态应力最小;基于振动特征强度对钻井作业参数进行优化,形成复合钻柱3的钻井作业参数推荐图版并给出合理的施工参数范围。
关键词
钛合金钻杆
复合钻柱
超深井
动力学特性
钻井参数
Keywords
titanium drill pipe
composite drill string
ultra-deep well
dynamic characteristics
drilling operation parameters
分类号
TE21 [石油与天然气工程—油气井工程]
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职称材料
题名
提高苏丹6区固井质量的柔性水泥浆固井技术
被引量:
3
2
作者
孙红伟
李兵
宾国成
柳世杰
唐炜
机构
川庆钻探工程有限公司井下作业公司
出处
《天然气工业》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2010年第9期49-50,54,共3页
文摘
苏丹6区位于苏丹共和国西南部,该区244.5 mm套管固井水泥封固井段包括主力产层,采用常规水泥浆体系固井后,电测水泥环胶结质量均不理想。完钻后,套管试压过程中产生的套管变形,以及继续钻井过程中钻柱和钻头对套管的撞击作用对井壁与套管间水泥环的破坏加大了对固井界面胶结的不良影响,甚至造成水泥环层间封隔失效。为此,在244.5 mm套管固井中引入了一套新的柔性水泥浆体系。该水泥浆体系中混有2%的膨胀剂和2%~3%的增韧剂。膨胀剂中的有效组分在水泥水化过程中促进水泥晶体的晶型变化和体积增加,以补偿水泥水合硬化时产生的体积内收缩,从而有效地消除了水泥石固结过程中产生的微间隙,增韧剂显著提高了水泥石的韧性和抗冲击性,实现了苏丹6区244.5 mm中间套管环空的良好封固,提高了界面的胶结质量。
关键词
苏丹共和国
西南部
柔性水泥浆
层间封隔
固井质量
技术
Keywords
Block 6,Sudan,flexible slurry,zonal isolation,cementing quality,technology
分类号
TE256 [石油与天然气工程—油气井工程]
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职称材料
题名
相国寺储气库固井井筒密封完整性技术
被引量:
22
3
作者
范伟华
冯彬
刘世彬
周利
刘洋
王志刚
龚孝林
宾国成
机构
中国石油集团川庆钻探工程公司井下作业公司
出处
《断块油气田》
CAS
2014年第1期104-106,共3页
文摘
确保安全运行是相国寺储气库建设的首要原则,而井筒长期注采的密封性是保证储气库长寿命、安全运行的关键。文中从固井工艺技术、套管串密封完整性技术、水泥浆体系优化等方面入手,通过室内试验研究、软件模拟及现场试验,形成了地层动态承压试验、提高顶替效率、预应力固井、气密封性检测、管外封隔器以及韧性水泥浆等系列技术,能够保证注采井井筒的长期密封完整性,使固井质量满足相国寺储气库注采井固井的需求。相储8井准244.5 mm尾管固井施工综合运用了该套技术,CBL测井显示水泥胶结合格率达到93.1%,且固井后未发生环空带压现象。
关键词
储气库
密封完整性
固井
承压试验
预应力
韧性水泥
Keywords
underground gas storage
seal integrity
cementing
layer pressurization test
prestressing force
flexible slurry
分类号
TE256 [石油与天然气工程—油气井工程]
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职称材料
题名
阿姆河右岸气田油层套管防气窜固井技术
被引量:
5
4
作者
孙红伟
柳世杰
聂世均
李兵
宾国成
张颖梅
机构
中国石油川庆钻探工程公司井下作业公司
中国石油川庆钻探工程公司国际工程公司
出处
《天然气工业》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2013年第6期71-75,共5页
基金
中国石油川庆钻探工程公司科研课题(编号:2008E-16-09)
文摘
阿姆河右岸气田是土库曼斯坦每年向中国供应300×108 m3天然气的重要气源地。该气田2008年之前投产的天然气井固井质量均较差,环空带压井比率高达40%。为此,针对气井带压形成的不同原因,根据不同的压力系统分别应用了微硅水泥浆体系,常规G级水泥浆体系和加重水泥浆体系。在6口井开展了适合该气田特点的固井前的井筒准备、水泥浆性能控制和注水泥工艺的配套技术应用试验,通过采用多凝水泥浆柱结构、多级注水泥工艺、先悬挂后回接固井工艺及提高套管内外压差,补偿环空水泥浆失重所导致的液柱压力损失,保证固井候凝期间的压力平衡。在总结试验成果的基础上,开展了39口井的推广应用,CBL测井质量优质率达到45.27%,合格率达到77.31%,大幅度提高了该气田的固井质量,环空带压情况由2008年之前的40%下降到目前的6%,并形成了一套能有效预防该气田固井作业气窜发生的综合固井技术措施。
关键词
土库曼斯坦
阿姆河右岸
油层套管
防气窜
固井工艺
水泥浆
Keywords
Turkmenistan, Right Bank, Amu Darya River, production casing, gas channeling prevention, well cementing, slurry
分类号
TE256 [石油与天然气工程—油气井工程]
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职称材料
题名
深井及超深井固井技术应用简析
被引量:
2
5
作者
唐炜
余建
宾国成
机构
中国石油川庆钻探工程公司井下作业公司
出处
《西部探矿工程》
CAS
2021年第6期31-33,共3页
文摘
近年来,随着勘探开发力度的加大,深井及超深井的数量日益增多,固井技术措施及水泥浆体系一直是关注的重点。结合深井固井防气窜、压力敏感及窄安全密度窗口、盐膏层固井、小尺寸井眼尾管等固井过程中存在的难点,结合引发这些问题的机理出发分析了制约固井质量的因素,从固井施工工艺和固井水泥浆体系的角度讨论了提高固井质量的技术途径,通过工艺技术的优化和改善水泥浆体系综合性能等手段的配合在一定的程度上提高了深井及超深井的固井质量。
关键词
深井
油气窜
压力敏感
盐膏层
小井眼
分类号
TE256 [石油与天然气工程—油气井工程]
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职称材料
题名
川渝地区窄安全密度窗口天然气深井固井新技术
被引量:
9
6
作者
陈敏
赵常青
林强
周迎春
廖长平
杨万忠
宾国成
周太彬
机构
中国石油川庆钻探工程有限公司工程技术处
中国石油川庆钻探工程有限公司井下作业公司
出处
《天然气勘探与开发》
2021年第3期62-67,共6页
基金
国家科技重大专项“大型油气田及煤层气开发”课题“深井超深井井筒安全钻井技术与装备”(编号:2016ZX05020-003)。
文摘
川渝地区钻探作业中,长裸眼井段、多压力层系并存、安全密度窗口窄、井漏和溢流共存现象较为普遍,因而固井面临漏失低返、顶替效率低下以及固井后环空带压影响固井质量和井完整性等问题。通过应用精细控压固井新技术,准确掌握地层压力和漏失压力、精确计算固井下套管与泵注期间环空动当量密度,量化作业窗口区间值,使井筒静液柱压力与井口动态控压之和全程处于窄窗口区间内,达到压稳防漏之目的。精细控压固井技术在川渝地区已开展20余井次现场应用,施工过程中均未发生井漏和溢流现象,后期无窜气,固井质量合格率高于80%,较常规方法固井质量的优质率与合格率平均值,提高20%~30%。精细控压固井技术解决了技术难题,为川渝地区窄安全密度窗口天然气深井固井提供了新的技术途径。
关键词
川渝地区
溢漏同存
窄安全密度窗口
深井
固井
新技术
Keywords
Sichuan and Chongqing
Coexisting overflow and circulation loss
Narrow safe density window
Deep well
Cementing
New technique
分类号
TE256 [石油与天然气工程—油气井工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
钛合金/钢钻杆复合钻柱动力学特性分析与优化设计
陈锋
宾国成
刘志虎
张建军
郭文婷
吴永清
王文昌
刘强
狄勤丰
《中国石油大学学报(自然科学版)》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024
0
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职称材料
2
提高苏丹6区固井质量的柔性水泥浆固井技术
孙红伟
李兵
宾国成
柳世杰
唐炜
《天然气工业》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2010
3
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职称材料
3
相国寺储气库固井井筒密封完整性技术
范伟华
冯彬
刘世彬
周利
刘洋
王志刚
龚孝林
宾国成
《断块油气田》
CAS
2014
22
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职称材料
4
阿姆河右岸气田油层套管防气窜固井技术
孙红伟
柳世杰
聂世均
李兵
宾国成
张颖梅
《天然气工业》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2013
5
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职称材料
5
深井及超深井固井技术应用简析
唐炜
余建
宾国成
《西部探矿工程》
CAS
2021
2
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职称材料
6
川渝地区窄安全密度窗口天然气深井固井新技术
陈敏
赵常青
林强
周迎春
廖长平
杨万忠
宾国成
周太彬
《天然气勘探与开发》
2021
9
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职称材料
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