水平井分段壓裂管柱及工具關鍵技術研究.pdf

1、水平井分段壓裂是一項世界級技術難題，主要技術難點是：井眼軌跡復雜，管柱起下困難，施工風險高；水平段有效分段困難，現(xiàn)場控制難度大等。針對水平井分段壓裂中存在的問題，通過設計、理論分析、計算和實驗研究相結合的方法，開展水平井分段壓裂相關技術的研究攻關；重點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、管柱錨定問題、卡瓦式管柱易卡鉆以及砂進工具內(nèi)腔影響工作性能等問題。本文對水平井分段壓裂工藝技術最新成果進行了系統(tǒng)分析，對存在的不足和出

2、現(xiàn)問題的原因進行了深入探討分析，研究了新型封隔器分段壓裂工藝管柱，對水平井分段壓裂工藝管柱進行了力學分析，并進行了實驗研究，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的國內(nèi)外技術成果，對目前國內(nèi)外主要的六類水平井分段壓裂工藝技術的研發(fā)歷史、工藝原理、國內(nèi)外基本試驗應用及技術的優(yōu)缺點進行了系統(tǒng)分析總結；這些技術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，利用故障樹方法

3、重點分析了井下工具失效的問題，通過故障樹定性定量分析研究認為，井下工具的設計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鍵因素。(3)研究了兩類水平井多級封隔器分段壓裂工藝管柱(不動管柱多級封隔器分段壓裂工藝管柱和拖動管柱式封隔器分段壓裂工藝管柱)，對封隔器分段壓裂工藝管柱進行了ABAQUS有限元力學分析，力學分析結果為優(yōu)化管柱結構設計和配套井下工具設計及選材等提供了強有力技術支持，提高了分段壓裂工藝管柱的安全性和可靠性，進行了

4、現(xiàn)場試驗檢驗。(4)研究了擴張式長膠筒封隔器，并應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題；進行了擴張式長膠筒封隔器有限元力學分析和技術性能分析，通過力學分析優(yōu)化膠筒結構。(5)對分段壓裂配套工具防砂擋砂性能進行了實驗研究，設計了具有防砂擋砂功能的水力錨和SPK344封隔器等工具，液體通過滲透性好，過濾精度高，保證工具各項性能指標和使用性能的同時，可以有效防止砂、垢等贓物進入工具內(nèi)腔