水平井裸眼封隔器分段压裂预置管柱完井施工规范
华北分公司
水平井裸眼封隔器分段压裂预置管柱完井施工规范
(试行)
总则：
华北分公司水平井大多采用裸眼封隔器分段压裂预置管柱完井方式，预置管柱（坐封位置、封隔效果、坐挂深度等）是否达到设计要求，直接影响到完井质量、压裂改造效果及采油工艺的应用，影响油井开发。因此，为了规范完井施工程序，确保预置管柱下入顺利，保障完井施工质量，防止工程事故发生，特制定本规范。
1 井眼技术要求
1.1井眼轨迹要求
1.1.1狗腿度：造斜段12 o /30m；水平段6 o /30m ；
1.1.2井壁：严禁出现全井段大范围键槽；
1.2井径要求
1.2.1井眼扩大率：预置管柱裸眼封隔器原始外径：144mm-147.5mm，最大膨胀至161.29mm-177.8mm，因此要求封隔器坐封处井眼≤161mm，即钻头尺寸为152.4mm的井眼，井径扩大率≤5.64%；
1.2.2最小井径尺寸要求：通井过程中要求使用钻头尺寸≥150mm钻头通井，要求井眼尺寸≥152mm。
2 泥浆性能要求
2.1密度：通井与下完井工具工序中要求密度为：1.06-1.08g/cm3；特殊情况除外。
2.2粘度：通井工序中将粘度控制在50-65s；下工具工序中将泥浆粘度控制在45-55s；
2.3剪切值：通井过程中控制剪切值9-12Pa，下工具过程中控制剪切值7-9Pa。
3 甲供材料准备
3.1化工材料：氯化钾（KCL），氯化钾溶液主要是用来顶替井筒内泥浆，并且能起到抑制封隔器胶皮膨胀及泥岩收缩的作用；
3.1.1全井段为砂岩则配制2%～3%氯化钾溶液；
3.1.2钻遇连续泥岩，长度超过100m，则配制5%KCL溶液；
3.1.3氯化钾溶液容量根据实际井筒容积的1.5-2.0倍配备；
3.2 管材
3.2.1 套管及套管短节：长度为悬挂封隔器至TD位置；
3.2.1.1 套管：4?"×N80LTC×6.35mm；
3.2.1.2 套管短节：水平段≤1000m，1m、2m、3m调节短节各3根；水平段＞1000m，1m、2m、3m调节短接各4根；
3.2.2 回接油管及油管短节：长度为井口至悬挂封隔器
3.2.2.1开滑套球外径≤φ71mm：采用3 ?"油管回接，长度为井口至悬挂封隔器位置；管材3?"×N80EUE×6.45mm；配备0.5m、1m、2m、3m调节短节各2根；
3.2.2.2开滑套球外径＞φ71mm：采用4?"油管回接，长度为井口至悬挂封隔器位置；管材4?"×N80LTC×6.45mm；配备0.5m、1m、2m、3m调节短节各2根；
3.2.3 井口设备
3.2.3.1开滑套球外径≤φ74mm，选用KQ78-70型采油树及对应的油管挂、3?"双公短节；
3.2.3.2开滑套球外径＞φ74mm，选用KQ103-70型采油树及对应的油管挂、4?"双公短节。
4 钻井队物资准备、设备（设施）及施工配合
4.1物资准备
4.1.1吊车
吊卸4?"套管及配合下完井工具；
4.1.2水泥车
4.1.2.1替泥浆
完井工具下至预置位置后，用400型水泥车替浆作业、打压座封以及环空试压，最高打压至28MPa；
4.1.2.2管柱回接
回接完毕，使用400型水泥车环空试压；
4.2设备(设施)准备
4.2.1地面灌浆管线：用于压裂完井管串内灌浆；35MPa高压水龙带：用于打压座封；
4.2.2 4?"尾管通径规：外径＞98mm，3?"钻杆通径规：外径＞45mm；
4.2.3液压钳，3?"钻杆吊卡及手提卡瓦，4?"套管钳，两个4?"吊卡；
4.2.4 6"钻头(去掉喷嘴)、加重钻杆（不少于15立柱）；
4.3施工配合
4.3.1向工具服务方提供必要的资料数据，并要求工具服务方必须全面掌握井眼情况；
4.3.2按照工具服务方通井程序进行通井，并依据工具方要求上报工程技术部决定是否追加通井次数；
4.3.3所需甲供物资（如：下工具所需4 ?"套管、氯化钾等）数量工具服务方提供，由钻井队进行申报、签认，以及氯化钾溶液配制；
4.3.4吊车、水泥车的申报与签认均由钻井队负责。
5 试油队物资准备、设备（设施）及施工配合
5.1物资准备
压裂井口：压裂井口及所有配件，包含螺杆、螺帽以及法兰钢圈，坐井口所用油管挂、双公短节等；
5.2设备（设施）准备
5.2.1修井机（通井机）：至少可承载50t以上负荷；
5.2.2液压钳：3?"液压钳、3?"吊卡、3?"油管通径规（Φ73mm×0.3m）；
5.3施工配合：试油队申报并签认水泥车；环空及井口试压：环空打压10MPa，稳压30min压降小于0.5MPa为合格。
6 完井工具服务商物资及设备准备
6.1通井工具
6.1.1刮管器：提供标准7"套管刮管器（GX-T178），用于清理7"套管内壁；
6.1.2扶正器/西瓜皮铣柱：≥149mm扶正器2个，用于单扶、双扶通井使用；6.2完井工具
各工具服务方要提前准备水平段裸眼封隔器及相关配套工具，并送至现场；
6.3设备:工具服务方提供自备吊或吊、卡车，送井并吊卸完井工具及回收送入工具；
6.4捕球器：压裂施工时提供与之相应的捕球器。向钻井队提供压裂井口型号、套管数量，由钻井队上报计划送井。
7 预置管柱施工数据收集、设计编写、审核及审批、执行
7.1数据收集（由工具服务方完成）
7.1.1钻井数据收集
施工井的钻井工程设计、套管数据表、钻井日报；（钻井队提供）
7.1.2定向数据收集
施工井的实钻定向数据；（定向队提供）
7.1.3测井数据收集
施工井的井径曲线图、连斜数据、综合数据测井曲线图；（测井队提供）
7.1.4录井数据收集
施工井的油气专报、录井四大表、岩性描述、地质设计。（录井队提供）
7.2施工设计编制
7.2.1组配预置管柱：根据地质方案分段要求，进行预置管柱设计；
7.2.2预置管柱示意图：根据配置的管串数据表，绘制PDF版管串示意图；
7.2.3预置管柱施工设计：根据地质方案分段要求，编制完整的施工设计；
7.3施工设计审核及审批
工具服务方把施工设计上报至工程技术处，进行审核及审批；
7.4设计执行
按照审批后下发至施工现场的施工设计，由各施工相关方严格执行。
8 预置管柱入井
8.1井眼准备
8.1.1刮管器刮管
8.1.1.1用3?"钻杆+7″套管刮管器刮管到套管鞋以上30m，（注意：严禁刮管器超出套管鞋末端），要求在悬挂器坐挂位置上下50m，反复刮削3次；
8.1.1.2在套管段有连接工具部位（如有分级箍、回接筒等）要缓慢通过，严禁旋转，遇阻加压不得超过30KN；如果加压30KN仍不能通过，不得强行下放，起出刮管管柱，确定下步处理方案后再进行施工；
8.1.1.3刮管过程中要求分段进行泥浆循环，直到出口泥浆与钻井设计的泥浆性能基本一致；
8.1.1.4起出刮管管柱；
8.1.2通井
8.1.2.1钻头通井
8.1.2.1.1通井管串结构：6″钻头+双母接头+3?"斜坡钻杆+3?"加重钻杆+3?"钻杆=
井底深度
8.1.2.1.2钻杆称重:下钻到悬挂器坐挂位置时钻杆称重，并记录称重重量；
8.1.2.1.3通井到井底后，用原钻井泥浆进行循环（循环泥浆过振动筛），直到进出口泥浆性能一致；之后用高粘泥浆循环1.5周；
8.1.2.1.4裸眼井段短起1次，起钻到套管鞋处，再下钻通井到井底，用原钻井泥浆进行循环（循环泥浆过振动筛），直到进出口泥浆性能一致；
8.1.2.1.5起出通井管柱；
8.1.2.1.6重点技术要求：
a.在套管段有连接工具部位（如有分级箍、回接筒等）要缓慢通过，严禁旋转，遇阻加压不得超过30KN；如果加压30KN仍不能通过，不得强行下放，起出钻具，确定下步处理方案后再进行施工；
b.通井不顺畅，在阻力大的井段反复活动2-4次；
c.在下钻过程中遇阻，则进行划眼，直至在不划眼的情况下可顺利通井到井底为止(遇阻不大于80KN），保证井眼光滑，并用原钻井泥浆循环；
d.通井后如果不能及时进行下一步工序，每1天短起1次，并循环脱气。
8.1.3单扶正器通井
8.1.3.1单扶正器模拟管串结构：6″钻头+双母接头+3?"加重钻杆1根+57/8"螺旋扩孔器1个+3?"斜坡钻杆+3?"加重钻杆+3?"斜坡钻杆=井底深度；
8.1.3.2钻杆称重:下钻到悬挂器坐挂位置时钻杆称重，并记录称重重量；
8.1.3.3通井到井底后，上提2m，用原钻井泥浆循环（循环泥浆过振动筛），直到进出口泥浆性能一致；
8.1.3.4裸眼井段短起1次（短起后如仍有遇阻再追加短起1次），起钻到套管鞋处，再下钻通井到井底，用原钻井泥浆循环（循环泥浆过振动筛），直到进出口泥浆性能一致；
8.1.3.5起出单扶正器模拟通井管柱；
8.1.3.6重点技术要求：
a.在套管段有连接工具部位（如有分级箍、回接筒等）要缓慢通过，严禁旋转，遇阻加压不得超过30KN；如果加压30KN仍不能通过，不得强行下放，起出钻具，确定下步处理方案后再进行施工；
b.无阻卡时下钻速度40-50s/根；
c.在狗腿度大的井段要特别注意，适当放慢速度，密切注意负荷的变化；
d.如通井不顺畅，在阻力大的井段反复拉2-4次；
e.如有变径，在变径井段要缓慢通过，严禁旋转管柱；
f.在下钻过程中如遇阻，上下活动钻具，并泥浆循环；遇阻负荷控制在50KN 左右，每次可增加20KN，上下活动管柱，最大下压负荷150KN，顺利通过后在该遇阻井段至少再通井2次以上，直至无阻卡，保证井眼光滑，并用原钻井泥浆循环。
8.1.4双扶正器通井
8.1.4.1双扶正器模拟管串结构：6″钻头+双母接头+3?"加重钻杆1根+57/8"螺旋扩孔器1个+3?"加重钻杆2根+57/8"螺旋扩孔器1个+3?"斜坡钻杆+3?"加重钻杆+3?"斜坡钻杆=井底深度；
8.1.4.2钻杆称重:下钻到悬挂器坐挂位置时钻杆称重，并记录称重重量；
8.1.4.3通井到井底后，上提2m，用原钻井泥浆循环（循环泥浆过筛），直到进出口泥浆性能一致；
8.1.4.4裸眼井段短起1次（短起后如仍有遇阻再追加短起1次），起钻到套管鞋处，再下钻通井到井底，原钻井泥浆循环（循环泥浆过筛），直到进出口泥浆性能一致；8.1.4.5起出模拟通井管柱；
8.1.4.6重点技术要求：
a.在套管段有连接工具部位（如有分级箍、回接筒等）要缓慢通过，严禁旋转，遇阻加压不得超过30KN；如果加压30KN仍不能通过，不得强行下放，起出钻具，确定下步处理方案后再进行施工；
b.无阻卡时下钻速度40-50s/根；
c.在狗腿度大的井段要特别注意，适当放慢速度，密切注意负荷的变化；
d.如通井不顺畅，在阻力大的井段反复拉2-4次；
e.如有变径，在变径井段要缓慢通过，严禁旋转管柱；
f.在下钻过程中如遇阻，原则上上下活动钻具或正向旋转钻具，并泥浆循环；遇阻负荷控制在50KN左右，每次可增加20KN，上下活动管柱，最大下压负荷150KN，顺利通过后在该遇阻井段至少再通井2次以上，直至无阻卡，保证井眼光滑，并用原钻井泥浆循环；
g.在通井过程用钻杆通径规通钻杆。
8.2预置管柱入井
8.2.1开作业前技术安全交底会
8.2.1.1参会单位及人员：必须请有关单位人员全部参加，包括但不限于工具服务技术人员、现场监督、代理公司人员、钻井队、水泥车泵工等有关人员；
8.2.1.2技术安全交底内容包括但不限于：吊装作业施工中人员和设备的安全；下放速度的控制，井口落物预防，下钻过程中禁止转动管柱，禁止猛提猛放管柱，禁止顿钻的要求；钻具的通径和通径标准，钻具的配重，管柱灌浆的要求，丝扣油涂抹部位（要求涂在公扣端），压裂工具的扭矩要求；座封封隔器时高压区的安全要求，在不同的现场可以提出不同的要求；会议内容要做好记录，写入完井报告。
8.2.2在预置管柱入井前及下入作业过程中，工具服务工程师负责检查如下内容（但不限于）：压裂工具下入顺序的检查（特别是压裂滑套的级数）；压裂工具在钻台的最后检查，监督上扣扭矩是否合适；场地必须有工程师负责工具吊装次序的确认；
8.2.3联接并检查浮鞋，做灌浆测试；
8.2.4预置管柱入井完毕，联接悬挂封隔器前，要检查卡瓦和胶筒、剪切销钉的数量，符合入井要求方可联接入井；灌满泥浆，记录上提下放的悬重，在大钩完全上提悬重后，提出卡瓦；缓慢下放管串，确保封隔器无损坏过井口；按下入顺序下入钻具，注意悬重的变化；
8.2.5在预置管柱出套管鞋，进入裸眼前，灌满泥浆，并记录上提、下放悬重；做循环测试，记录泵压和排量；要求泵压控制在设计要求泵压以内；
8.2.6在接立柱下钻过程中要求每柱灌满泥浆次；每10立柱测上提、下放悬重；
8.2.7在下压裂管柱的过程中，工具方工程师应全程负责跟踪和监督；
8.2.8重点技术要求：
a.在裸眼段下入过程中如有遇阻显示，最多下压50KN试通过3-5次；如不能通过，将管柱上提3m左右，建立循环；记录泵速泵压，泵压控制在4.5MPa，以小排量循环；要求使用水泥车循环。通知作业主管。
b.循环结束，继续试着下放管柱；如果还不能通过，上提管柱3m左右，继续建立循环，并同时下放管柱；循环压力控制在8MPa以内；
c.如果还不能通过，加大下压吨位；最大不超过150KN；
d.如果还不能通过，汇报制定下步措施。
9 替浆、悬挂封隔器坐封验封、丢手
9.1预置管柱替浆
管柱到位后，根据悬挂封隔器至井底TD位置井筒计算容积，用水泥车顶替氯化钾溶液替换悬挂封隔器以下套管段和裸眼段的泥浆；
9.2坐封
悬挂封隔器坐封：根据设计要求逐级打压、稳压，直至坐封完成；注意：（投球之后，根据计算的容积，以0.4m3/min的排量追球，到预算的容积前，减小排量到0.15m3/min，缓慢起压，防止压力瞬间过高剪切脱手销钉或打开压差滑套）；
9.3验封、丢手
9.3.1悬挂封隔器坐封完毕，上提下放管柱测试悬挂封隔器的卡瓦坐挂情况，过提和下压100KN；
9.3.2关BOP，环空打压10MPa，稳压30min，验证悬挂封隔器的胶筒密封情况，压降小于0.5MPa为合格。
9.3.3计算中和点，根据计算结果，上提或者下放管柱至中和点位置，继续下压10-20KN，正转管柱5圈，观察回转的圈数，如果没有回转显示，继续正转管柱15圈，使悬挂封隔器丢手，观察悬重的变化，如果悬挂封隔器没有丢手重复上述步骤，直到丢手为止；
9.4丢手后替浆
丢手后，上提管柱10m，根据井口至悬挂封隔器位置计算井筒容积，使用泥浆泵/水泥车反循环顶替氯化钾溶液替出悬挂封隔器以上泥浆，起出座挂钻具及工具。
10 预置管柱回接及安装井口
10.1回接
10.1.1下回接管柱
检查锚定密封的胶皮和丝扣，测量有效长度；根据悬挂器的座封位置，配置回接管柱长度；按配置管柱顺序下入回接工具及油管；
10.1.2锚定密封回接
10.1.2.1试插：下至悬挂封隔器回接筒上部10-15m测试并记录上提和下放的悬重，仔细观察悬重的变化，缓慢下放管住，插入后下放加压50-60KN，完成回接插入锚
定密封；上提100KN和下压100KN测试锚定密封插入情况；
10.1.2.2丢手：上提管柱到中和点，过提10-20KN，正转管柱15圈，倒开锚定密封；
10.1.2.3配长、正式插入并坐油管挂：根据井口配长，重新回插锚定密封，并坐好油管挂；
10.1.2.4环空试压：环空打压15MPa，稳压30min压降小于0.5MPa，试压合格；
10.2安装井口
安装井口采油树，试压10MPa，稳压30min压降小于0.5MPa，试压合格。
11 完井报告
11.1作业结束后，收集数据，编写提交完井报告（包括井的地质，压裂管柱的下入清单和顺序，压裂工具的序列号，服务工具的资产号，作业记录，收费单，客户满意表，送料清单，返料清单等信息）；
11.2完成工具下入部分施工报告；
11.3本井投球压裂结束后，工程师应该将投球部分工作日志和相关图表放在施工报告材料中，并完成该井最终施工报告。
12 施工异常问题及应急处理方案
12.1模拟通井管柱及施工管柱遇阻
12.1.1严格控制钻压：当悬重突然下降超过50-70KN，立即停止下钻；
12.1.2在现场技术小组的指挥下上下缓慢活动管柱；
12.1.3如不能解决，低泵压正循环泥浆；
12.1.4如狗腿度大的井段反复活动活动循环仍不能通过，起出扶正器，采用牙轮钻头（φ152.4mm）提高转速和排量对遇阻点进行修复，直至起下摩阻降至50-60KN 时，再采用单扶正器、双扶正器通井，如摩阻仍为50-60KN，则可考虑打入润滑剂后起钻，再行下入完井工具；
12.1.5若反复通井还不顺利时，则可考虑调整通井方案，采用螺杆钻或者其他扩眼器通井，根据井内实际情况判断；
12.2模拟通井管柱遇卡
12.2.1在现场技术小组的指挥下上下缓慢活动管柱；
12.2.2如活动不开，开泵进行泥浆循环，同时进行倒转划眼；
12.2.3如不能解决，卡死管柱的话用解卡剂泡解后倒划眼，划出遇阻段，起出管柱
检查扶正器外径（φ149mm）后，再次下入通井管柱；对于遇阻点正划眼通过，每次短起下入时都反复划眼，直到摩阻变小，通井顺畅时在考虑工具下入；
12.3下完井工具遇阻或遇卡
12.3.1在现场技术小组的指挥下上下缓慢活动管柱；
12.3.2如果上提下放同时管柱，还能缓慢下入，继续活动管柱，接方钻杆用水泥车循环泥浆排掉钻杆里面的空气，减小浮力，泥浆粘度控制在50-55s，泥浆剪切值控制在7-9Pa,控制泵压4-6MPa，排量0.1～0.2m3待出口返出稠泥浆时，循环10min，继续下入；
12.3.3若遇阻卡死也可以采用解卡剂进行泡解解卡，同时不断活动钻具；
12.3.4若遇阻严重无进尺，上下活动钻具，防止卡死，并立即请示相关部门，确定下步措施（根据下入深度距设计位置长度判断是就地座封还是起出完井管柱）；12.4投球不到位
12.4.1加大送球泵液排量；
12.4.2如还不能解决，再投1个同样规格的备用球，继续操作；
12.5工具丢手失败
12.5.1确认丢手操作压力是否达到设计压力；
12.5.2可以每次多下压20KN，尝试正转20圈丢手；
12.5.3重复丢手施工步骤；
12.5.4如果仍然不能丢手，投备用球，按设计要求依次分级打压，每个点稳压5min，试提丢手；
12.6完井作业时井控应急处置
12.6.1发现溢流、井涌、井喷的险情，现场工程师应立即通知钻井队当班司钻，司钻发出鸣笛15s以上的险情报警信号；钻井队当班人员听到报警信号后，根据作业工况和岗位分工，按《关井操作程序》关井；
12.6.2按照《井控险情快报》内容，现场工程师向生产运行部及主管领导及时汇报险情；并安排专人值守，每15min汇报一次；
12.6.3配合钻井队处置险情。
华北分公司工程技术处
二O一二年六月二十日
裸眼井封隔器及其应用
裸眼井封隔器及其应用 （江汉油田分公司采油工艺研究院井下工具研究所） 摘要近年来裸眼井越来越多，对裸眼井地层进行酸化、压裂、注水、堵水和试油试气等分层措施作业需要使用裸眼封隔器。为了满足这种需要，研究了K341、K342、K344三种类型的裸眼井封隔器。现场应 用时，其最大密封系数达到了1.486 ,远远大于普通压缩式封隔器密封系数 1.1?1.15的水平，最高工作压差达到47MPa，最高工作温度达到142 'C。介绍了这三种封隔器的工作原理、现场施工管柱和现场使用情况。关键词裸眼井裸眼封隔器管柱应用 前言 因油气田开发的需要以及完井技术的发展，油气井尤其是碳酸盐岩等致密地层钻探的油气井，采用裸眼井完井的方式日益增多。裸眼井需要裸眼封隔器才能进行酸化、压裂、注水、堵水和试油试气等分层措施作业，由此导致对裸眼井封隔器需求的增长。 裸眼井在钻井过程中，有时需要进行中途测试，以取得较为详细的资料，对地层进行更加准确的判断，由此决定是否追加投入，继续完成下步施工，从而节省不必要的开支。 裸眼井封隔器还可以用在套管变形井和一些常规封隔器不适宜应用的油井的采油、堵水、措施作业等。在采油井中，勘探初期的探井往往使用一些特殊尺寸的套管完井，后期采油中这些井缺少配套的井下封隔器，裸眼井封隔器则能够满足这些井的酸化、压裂、注水、堵水和试油试气等分层措施作业的施工需求。 工作原理 一、扩式胶筒 （一）结构 其结构分三层，以弹性不锈钢片做叠层骨架，加以胶筒、外筒组成。 （二）主要特点 1、扩系数大，可以达到1.2?1.6，即可用小直径胶筒封隔大直径井眼。 2、容易扩和收缩，即易坐封和解封，胶筒压差为1?1.5MPa即可实现封隔器胶筒的初封。 3、耐高温125?150 C，最高达180 Co 4、承压差大，最大工作密封压力达到50MPa以上。 5、残余变形小，通常残余变形不超过2%。 6、对井眼适应性强，可用于先期完井的裸眼井、套管侧钻开窗井、后期完井的裸眼井、组合套管井和特殊套管井的工艺措施中。 二、K344型裸眼井封隔器 （一）结构 由上接头、中心管、密封胶筒、下接头等组成，见图1所示。
红外光谱分析峰值
红外光谱分析 第一节吸收光谱的一般原理 电子能级跃迁所产生的吸收光谱，主要在近紫外区和可见区，称为可见-紫外光谱；键振动能级跃迁所产生的吸收光谱，主要在中红外区，称为红外光谱；自旋的原子核在外加磁场中可吸收无线电波而引起能级的跃迁，所产生的吸收光谱称为核磁共振谱。 第二节紫外光谱 一、紫外光谱的基本原理 用波长范围200 nm～800 nm的光照射含有共轭体系的的不饱和化合物的稀溶液时，部分波长的光被吸收，被吸收光的波长和强度取决于不饱和化合物的结构。以波长l为横座标，吸收度A为纵座标作图，得紫外光谱，或称电子光谱。 紫外光谱中化合物的最大吸收波长λmax是化合物紫外光谱的特征常数。 可见－紫外光谱适用于分析分子中具有π键不饱和结构的化合物。 二、紫外光谱在有机结构分析中的应用 随着共轭体系的延长，紫外吸收向长波方向移动，且强度增大(π→π*)，因此可判断分子中共轭的程度。 利用紫外光谱可以测定化合物的纯度或含量。 第三节红外光谱 一、红外光谱的基本原理 用不断改变波长的红外光照射样品，当某一波长的频率刚好与分子中某一化学键的振动频率相同时，分子就会吸收红外光，产生吸收峰。用波长（λ）或波长的倒数—波数（cm-1）为横坐标，百分透光率（T％）或吸收度（A）为纵坐标做图，得到红外吸收光谱图（IR）。分子振动所需能量对应波数范围在400 cm-1～4000 cm-1。
二、红外吸收峰的位置和强度 分子中的一个化学键可有几种不同的振动形式，而产生不同的红外吸收峰，键的振动分为两大类。 伸缩振动，用n表示，原子间沿键轴方向伸长或缩短。 弯曲振动用δ表示，形成化学键的两个原子之一与键轴垂直方向作上下或左右弯曲。 组成化学键的原子的质量越小，键能越高，键长越短，振动所需能量越大，吸收峰所在的波数就越高。 红外光谱的吸收峰分为两大区域： 4000 cm－1～1330 cm－1区域：特征谱带区，是红外光谱分析的主要依据。 1330 cm-1～650 cm-1区域：指纹区。每一化合物在指纹区都有它自己的特征光谱，对分子结构的鉴定能提供重要信息。 红外吸收峰的强弱用下列符号表示：v s（很强）；s（强）；m（中强）；w（弱）；v w（很弱）；b（宽峰）。 凡能使键增强的因素，引起峰位向高波数方向移动，反之，则向低波数方向移动。 三、各类化合物的红外光谱举例 （一）烃类化合物 注：烷烃，即饱和烃，是只有碳碳单键和碳氢键的链烃。烷烃的通式为CnH2n+2。 烯烃是指含有C=C键（碳-碳双键）（烯键）的碳氢化合物，单链烯烃分子通式为CnH2n 炔烃，为分子中含有碳碳三键的碳氢化合物的总称，其官能团为碳-碳三键（C≡C），分子通式为CnH2n-2
封隔器
封隔器 1、概述： 封隔器是在套管里封隔油层的重要工具。它的主要元件是胶皮筒，通过水力或机械的作用，使胶皮筒鼓胀密封油管和套管的环形空间，把上下油层分开，达到某种施工目的，这就是封隔器的主要作用。 2、分类： 封器的型式很多，按其工作原理分为八种类型，即支撑式、卡瓦式、皮碗式、水力扩张式(水力压差式)、水力自封式、水力密闭式、水力压缩式、水力机械式。 按封隔元件的工作原理分为四种，即自封式、压缩式、楔入式、扩张式。 3、编号： 旧编号是用油田代号、型式代号、公称尺寸、结构代号、设计次数。 部定型油田代号型式代号适用套管公称直径结构设计 产品代号代号代号大庆DQ 支撑式 1 41/2套管43/4裸眼 4 胜利SL 卡瓦式 2 5、51/2、53/4套管51/4裸眼 5 四川SC 皮碗式 3 65/8套管 6 大港DG 水力扩张式 4 7、75/8套管73/4、71/2裸眼7 华北HB 水力自封式 5 85/8套管81/2裸眼8 D 江汉JH 水力密闭式 6 93/4裸眼9 玉门YM 水力压缩式7 113/4裸眼11 新疆XJ 水力机械式8 121/4裸眼12 青海QH 长庆ZQ 辽河LH 江苏IS 河南HN 吉林JL 海洋HY 如上述方法表达不清时可适当加用文字，例如HB671型裸眼封隔器;石油部定型产品可在油田代号前加D，如DSL151型封隔器，表示部定型的胜利油田研制的支撑式封隔器，适用127套管。 1.
新编号是按封隔元件分类代号、支撑代号、座封代号、解封代号、及封隔器钢体最大外径五个参数依次排列进行编号的。 分类代号支撑方式代号座封方式代号解封方式代号钢体最大外径 自封式Z 尾管 1 提放管柱 1 提放管柱 1 mm 压缩式Y 单向卡瓦 2 旋转管柱 2 旋转管柱 2 楔入式X 无支撑 3 自封 3 钻铣 3 扩张式K 双向卡瓦 4 液压 4 液压 4 锚瓦 5 下工具 5 下工具 5 应用本标准时，可将油田名称加到封隔器型号的前面，特殊用途加到封隔器型号的后面。如Y211-114型封隔器，表示该封隔器封隔元件的工作原理为压缩式、单向卡瓦支撑、提放管柱座封、提放管柱解封、钢体最好大外径114毫米。如华北K341-140型裸眼封隔器，表示为华北油田封隔器，封隔元件的工作原理为扩张式、无支撑、液压座封、提放管柱解封、钢体最大外径为140毫米，适用于裸眼井。 Y211-148封隔器 1、概述:从型号看这种封隔器是一种压缩式、单向卡瓦支撑、下放管柱座封、上提管柱解封的封隔器。具有起下顺利，中途不误座、座封、解封操作简单、密封可靠、耐压高、通径大、摩擦阻力小等优点。 单独使用该封隔器可用于式油、找水、验串等。与支撑式封隔器组合使用，可用于分层采油或卡堵水层。如用于压裂、酸化，则需另接水力锚和反循环阀。 2、主要技术指标 工作压差 15Mpa 钢体最大外径148mm 工作温度120℃摩擦块自由外径 170mm 通径 62mm 适用套管内径 157-162mm 全长 1442mm 座封载荷 120-140Kg 自重 80Kg 连接扣型 27/8UPTBG 2.
红外光谱峰值分析的方法
傅里叶红外光谱分析 第一节一般原理 电子能级跃迁所产生的吸收光谱，主要在近紫外区和可见区，称为可见-紫外光谱；键振动能级跃迁所产生的吸收光谱，主要在中红外区，称为红外光谱；自旋的原子核在外加磁场中可吸收无线电波而引起能级的跃迁，所产生的吸收光谱称为核磁共振谱。 第二节紫外光谱 一、紫外光谱的基本原理 用波长范围200 nm～800 nm的光照射含有共轭体系的的不饱和化合物的稀溶液时，部分波长的光被吸收，被吸收光的波长和强度取决于不饱和化合物的结构。以波长l为横座标，吸收度A为纵座标作图，得紫外光谱，或称电子光谱。 是化合物紫外光谱的特征常数。 紫外光谱中化合物的最大吸收波长λ max 可见－紫外光谱适用于分析分子中具有π键不饱和结构的化合物。 二、紫外光谱在有机结构分析中的应用 随着共轭体系的延长，紫外吸收向长波方向移动，且强度增大(π→π*)，因此可判断分子中共轭的程度。 利用紫外光谱可以测定化合物的纯度或含量。 第三节红外光谱 一、红外光谱的基本原理 用不断改变波长的红外光照射样品，当某一波长的频率刚好与分子中某一化学键的振动频率相同时，分子就会吸收红外光，产生吸收峰。用波长（λ）或波长的倒数—波数（cm-1）为横坐标，百分透光率（T％）或吸收度（A）为纵坐标做图，得到红外吸收光谱图（IR）。分子振动所需能量对应波数范围在400 cm-1～4000 cm-1。
二、红外吸收峰的位置和强度 分子中的一个化学键可有几种不同的振动形式，而产生不同的红外吸收峰，键的振动分为两大类。 伸缩振动，用n表示，原子间沿键轴方向伸长或缩短。 弯曲振动用δ表示，形成化学键的两个原子之一与键轴垂直方向作上下或左右弯曲。 组成化学键的原子的质量越小，键能越高，键长越短，振动所需能量越大，吸收峰所在的波数就越高。 红外光谱的吸收峰分为两大区域： 4000 cm－1～1330 cm－1区域：特征谱带区，是红外光谱分析的主要依据。 1330 cm-1～650 cm-1区域：指纹区。每一化合物在指纹区都有它自己的特征光谱，对分子结构的鉴定能提供重要信息。 （很强）；s（强）；m（中强）；w（弱）；红外吸收峰的强弱用下列符号表示：v s v （很弱）；b（宽峰）。 w 凡能使键增强的因素，引起峰位向高波数方向移动，反之，则向低波数方向移动。 三、各类化合物的红外光谱举例 （一）烃类化合物 注：烷烃，即饱和烃，是只有碳碳单键和碳氢键的链烃。烷烃的通式为CnH2n+2。 烯烃是指含有C=C键（碳-碳双键）（烯键）的碳氢化合物，单链烯烃分子通式为CnH2n 炔烃，为分子中含有碳碳三键的碳氢化合物的总称，其官能团为碳-碳三键（C≡C），分子通式为CnH2n-2
水平井分段多簇压裂工艺的应用
水平井分段多簇压裂工艺的应用 【摘要】鸭平4井位于玉门油田鸭西白垩系是典型的低渗透储层，井深3456m，水平段210m，实施了2段6簇的压裂，同步实施了裂缝监测，取得了理想的效果；压裂共入井液量1961.4 m3，总沙量159 m3，最高砂比26.2%，平均砂比14.5%；该井是玉门油田实施多段多簇压裂工艺的第一口井，是开发低渗透油藏水平井的新突破，探索了一条中深水平井压裂改造的新途径。 【关键词】玉门油田压裂低渗透油藏 1 鸭平4井油藏储层特征 鸭平4井水平段方位角基本在NW280-290°之间，二者基本呈90°夹角，因此有利于沿井筒形成横切裂缝。图1？鸭平4井裂缝方位及体积改造裂缝形 态 对比邻井，该井具有储层厚度较大，缝高易扩展，储层物性较好，液体效率低的特点。该井水平段较短，为提高储层动用程度及施工效率，采用水平井分段多簇压裂工艺，实现体积改造（SRV）。在水平井筒周围储层，形成一定密度的裂逢网络；从而提高增产改造体积。 2 实施分段多簇压裂设计方案 根据该井施工排量的要求，本井分两段进行压裂，每段3簇，每簇射孔段1m，孔密16孔/米，每段共计射48孔，具体射孔参数见表1。 2.1 第一段采用油管传输射孔 采用102枪127弹，孔径10.2mm，穿深680mm，相位角60°。该射孔条件下，8 m3/ min的施工排量，总孔眼摩阻小于1MPa；若压裂施工时仅1簇进液，则计算显示其孔眼摩阻将大于8MPa，则第二层被压开，这时有两簇进液，理论计算出的孔眼摩阻超过2Mpa。 2.2 第二段采用电缆射孔 采用86枪，22.7g深穿透射孔弹，孔径8.12m，穿深为729mm，相位角60°。该射孔方式在8m3/min的施工排量下，总孔眼摩阻小于3MPa；仅1簇进液时孔眼摩阻将高达20MPa，则第二簇被压开，两簇进液时的孔眼摩阻超过5MPa，同样，这种情况能够保证第三簇也能够被压开。 采用分簇射孔工艺，根据摩阻预测，每段射孔孔眼数为48孔，3簇施工时8m3/min的排量较为适宜，既能保证总孔眼摩阻很低，又能起到限流作用（限流摩阻＞12MPa）从而保证压开每个射孔簇。
裸眼井封隔器及其应用
裸眼井封隔器及其应用 (江汉油田分公司采油工艺研究院井下工具研究所) 摘要近年来裸眼井越来越多,对裸眼井地层进行酸化、压裂、注水、堵水与试油试气等分层措施作业需要使用裸眼封隔器。为了满足这种需要,研究了K341、K342、K344三种类型的裸眼井封隔器。现场应用时,其最大密封系数达到了1、486,远远大于普通压缩式封隔器密封系数1、1～1、15的水平,最高工作压差达到47MPa,最高工作温度达到142℃。介绍了这三种封隔器的工作原理、现场施工管柱与现场使用情况。 关键词裸眼井裸眼封隔器管柱应用 前言 因油气田开发的需要以及完井技术的发展,油气井尤其就是碳酸盐岩等致密地层钻探的油气井,采用裸眼井完井的方式日益增多。裸眼井需要裸眼封隔器才能进行酸化、压裂、注水、堵水与试油试气等分层措施作业,由此导致对裸眼井封隔器需求的增长。 裸眼井在钻井过程中,有时需要进行中途测试,以取得较为详细的资料,对地层进行更加准确的判断,由此决定就是否追加投入,继续完成下步施工,从而节省不必要的开支。 裸眼井封隔器还可以用在套管变形井与一些常规封隔器不适宜应用的油井的采油、堵水、措施作业等。在采油井中,勘探初期的探井往往使用一些特殊尺寸的套管完井,后期采油中这些井缺少配套的井下封隔器,裸眼井封隔器则能够满足这些井的酸化、压裂、注水、堵水与试油试气等分层措施作业的施工需求。 工作原理 一、扩张式胶筒 (一)结构 其结构分三层,以弹性不锈钢片做叠层骨架,加以内胶筒、外筒组成。 (二)主要特点 1、扩张系数大,可以达到1、2～1、6,即可用小直径胶筒封隔大直径井眼。 2、容易扩张与收缩,即易坐封与解封,胶筒压差为1～1、5MPa即可实现封隔器胶筒的初封。 3、耐高温125～150℃,最高达180℃。 4、承压差大,最大工作密封压力达到50MPa以上。 5、残余变形小,通常残余变形不超过2％。 6、对井眼适应性强,可用于先期完井的裸眼井、套管侧钻开窗井、后期完井的裸眼井、组合套管井与特殊套管井的工艺措施中。 二、K344 型裸眼井封隔器 (一) 结构 由上接头、中心管、密封胶筒、下接头等组成,见图1所示。
页岩气水平井分段压裂复杂缝网形成机制
油气藏评价与开发 第7卷第5期2017年10月 RESERVOIR EVALUATION AND DEVELOPMENT 页岩气水平井分段压裂复杂缝网形成机制 许文俊，李勇明，赵金洲，陈曦宇，彭瑀 （西南石油大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室，四川成都610500） 摘要：水平井分段压裂是页岩气高效开发的重要技术手段，有意识地利用水力裂缝沟通页岩储层中的天然裂缝，使其闭合的部分重新开启，开启的部分又相互连通，从而在地层中形成具有较大规模的复杂裂缝网络，有利于实现地层中页岩气向井筒的高效流动。为了合理优化页岩储层压裂设计方案，提高页岩储层压裂改造效果，需先认清页岩水平井分段压裂复杂缝网形成机制。基于位移不连续理论，建立了水平井分段压裂多裂缝干扰模式下的地应力场模型，分析了天然裂缝在复杂地应力场和存在压裂液滤失作用的情况下，发生张开或剪切破裂形成复杂缝网的机理。分析表明：水力裂缝诱导应力虽能降低地层原始水平应力差，但也会增加地层中天然裂缝发生张开和剪切破裂的难度，不利于复杂裂缝网络的形成。压裂液滤失是导致地层中天然裂缝发生张开和剪切破裂形成复杂裂缝网络的关键因素，天然裂缝的剪切破裂区域要远大于张开破裂区域，多条水力裂缝滤失效应的叠加更有利于形成具有较大波及区域的复杂裂缝网络。充分考虑压裂液滤失对复杂裂缝网络形成的影响，对提高页岩气水平井分段多簇压裂改造效果具有重要意义。 关键词：分段压裂；位移不连续理论；剪切破裂区域；张开破裂区域；复杂缝网 中图分类号:TE357文献标识码:A Formation mechanism of complex fracture network under horizontal well staged fracturing in shale gas reservoir Xu Wenjun,Li Yongming,Zhao Jinzhou,Chen Xiyu and Peng Yu (State Key Laboratory of Oil and Gas Reservoir Geology and Exploitation,Southwest Petroleum University,Chengdu,Sichuan 610500,China) Abstract:Horizontal well staged fracturing is an important technology for shale gas production,whose essence is to use hydraulic fracture to activate natural fractures.The natural fractures can make closed parts reopen and opened parts interconnect,and then form complex fracture network in shale reservoirs,accordingly,shale gas will flow to the wellbore through complex fracture network efficiently.In order to optimize shale reservoir fracturing design and improve the effects of shale reservoir fracturing,it is necessary to fully understand the formation mechanism of complex fracture network in staged fractured shale horizontal wells.Based on the displacement discontinuity theory,a complex stress field calculation model which takes into consideration hydraulic fracture inter?ference is established,which analyzes the mechanism that natural fractures occur open and shear fracture,and then the complex fracture network under the circumstance of complex ground stress field and fracturing fluid leak-off was formed.The results demon?strate that although the hydraulic fracture induced stress field can reduce the original horizontal stress difference,it would also in?crease the difficulty of natural fractures opening and shearing,which is unbeneficial for the formation of complex fracture network. Moreover,it is attained that fracturing fluid leak-off is the key factor that leads to the open and shear fracture of natural fractures in the formation of complex fracture network and the shear rupture zone of natural fractures is much larger than the open rupture zone, furthermore,the superposition of multiple hydraulic fracture filtration effect is more favorable for the formation of complex fracture network with a larger spread area.The impacts of fracturing fluid leak-off on complex fracture network have important significance for improving staged fracturing transformation of shale horizontal wells. Key words:staged fracturing,displacement discontinuity theory,shear rupture zone,open rupture zone,complex fracture network 收稿日期：2016-10-31。 第一作者简介：许文俊（1991—），男，在读博士研究生，油气田增产改造理论与技术方面的研究。 基金项目：国家自然科学基金重大项目“页岩地层动态随机裂缝控制机理与无水压裂理论”（51490653）；国家重点基础研究发展计划“中国南方海相页岩气高效开发的基础研究”（2013CB228004）。
裸眼封隔器
水平井分段压裂裸眼封隔器的研究与应用 水平井裸眼分段压裂是一项先进的完井工艺技术，是低压、低渗透油气藏开发的重要增产措施之一，近年来在国内开始推广应用。水平井裸眼分段压裂工具是实现这项工艺技术的核心硬件，该技术被少数国外公司垄断，国内自主研发尚处于起步阶段。此前，用传统工具和工艺改造水平井，耗时长、产量低，用国外先进技术和工艺改造水平井效果虽好，但费用太高。为此，渤海钻探工程技术研究院研发了水平井裸眼完井分段压裂配套工具并在苏里格地区成功应用，预示着国产水平井分段压裂工具及压裂工艺进入了一个崭新的时期。裸眼封隔器作为水平井分段压裂配套工具的重要组成部分，在多段压裂过程中的作用至关重要，其性能直接影响着压裂施工的效果。为此对裸眼封隔器的一些关键部分进行了缜密的设计。 1裸眼封隔器的研制 苏里格气藏具有低压低渗透、开采难度大的特点，4000 m 井底温度达到 130 ℃。水平井分段压裂时，裸眼封隔器的工作位置处于水平裸眼段，井底情况复杂、地层压力高。封隔器下入过程中，在井壁摩擦及管内液柱压力的作用下比较容易损坏胶筒和提前坐封，同时由于裸眼段井径变化大，使用密封胶筒较短的常规压缩式封隔器可能会导致坐封不完全，影响后期的压裂施工。针对上述情况，设计了开启阀式扩张封隔器，该封隔器将开启阀与单流阀综合利用，封隔器开启压力根据施工井的具体情况进行调节，能有效地防止下井过程中封隔器提前打开并坐封的现象；单流阀的设计使液体单向流入密封胶筒并防止回流，在后期打开压差滑套和压裂作业时即使压力骤增也可继续通过单流阀向密封胶筒内单向泵 入液体，使胶筒充分膨胀，加强密封效果。该封隔器具有外径小、密封段长的特点，不但有利于工具的顺利下入，而且长密封胶筒与裸眼地层有更大的接触面积，更好地保证完全密封。 2技术分析 2.1结构及工作原理 水平井裸眼完井分段压裂专用裸眼封隔器结构，该封隔器在现场配合自主研发的悬挂器、投球滑套、压差滑套、坐封球座等使用。现场应用时根据地质情况对分段压裂的段数进行调整，根据段数的不同对投球滑套和裸眼封隔器数量进行改变，以满足不同情况的分段压裂施工要求。封隔器下到预定位置后，由油管内投球使球坐于坐封球座上；井口打压注入液体，当压力打到8~10 MPa 时，开启阀芯上的销钉被剪断，开启阀被打开；液体经过中心管的进液孔把单流阀推开，进入中心管与胶筒之间的环形腔内使胶筒膨胀坐封，当内压达到设定值时，封隔器坐封完毕，可进行后续作业。 2.2主要技术参数及性能特点 2.2.1主要技术参数封隔器总长2600 mm；密封段长1500 mm；最大外径?146 mm；最小通径?50mm；启动压力8~10 MPa；坐封压力25 MPa；胶筒外径?144 mm；最高工作温度150 ℃；最大工作压力80 MPa。 2.2.2性能特点（1）易坐封，具有下井过程防坐封设计；（2）承压差大；（3）适应性强，小直径封隔器可密封大直径井眼，最大能密封?180 mm 井眼，且对井眼规则程度要求不严格；（4）密封段长，具有一定自身锚定能力，密封能力好，承受压差可靠；（5）使用寿命长，性能可靠，在前期室内试验过程中封隔器完全坐封在套管中放置3 个月后，验证其密封性能及锚定力，使用拉拔机拉到80 t，封隔器和套管之间移动距离不超过2 mm。
关于水平井分段压裂的研究及探讨
关于水平井分段压裂的研究及探讨 【摘要】能源作为现代社会的稀缺资源，直接影响着人们的生产生活，对能源的开发也是极为重要的工程。在石油储存量较小且渗透性较差的油田内，水平井是较为有效的开发方式。如果遇到油气层渗流阻力较大、渗透率极低的情况，则需要将其压开数量不等的裂缝，加强油气的渗透性及减少渗流阻力。本文简单阐述了水平井分段压力技术的原理，各种类型的分段压裂技术，包括封隔器分段压裂、段塞分段压裂、封隔器配合滑套喷砂器分段压裂、水力喷射分段压裂、TAP 分段压裂技术等，为从事能源行业的人员提供一定的技术参考。 【关键词】水平井分段压裂技术研究 由于各个油田的地质情况不一样，在开发的过程中许多特殊情况，如低渗透油气藏、稠油油气藏、储量较小、渗透阻力大等情况，需要采用水平井，其优势在于生产效率高、泄油面积大、储量的动用度较高。为了达到进一步提高水平井的产量，需要对水平井进行压裂，从而形成数量较多的裂缝，提高油气的产量，提升生产效率，但是由于水平井的跨度较大，要达到理想的压裂效果要求分段工具具有性能良好、体积合适、操作性强等特征，才能有效的提高单位油井的油气产量，实现经济效益及资源的充分开发[1]。 1 水平井分段压裂工艺的基本原理 水平井压裂后，其裂缝的形状、性能均有所区别，主要和水平井筒轴线方向及地层的主要应力的方向有着较为密切的关系。该项工艺能够提高产量的原理为压裂使石油的渗流方式发生了改变。进行压裂处理之前，石油的径向流流线主要处于井底的位置，渗透受到较大的阻力，压裂完成后，径向流流线与裂缝壁面呈平行关系，渗流受到的阻力较小。裂缝的主要形态有以下几种：①横向裂缝：当水平井筒和主要应力的方向为呈垂直关系时，即会形成横向裂缝；②纵向裂缝：当水平井筒与主要应力的方向呈平行关系时，即会形成纵向裂缝；③扭曲裂缝：当水平井筒和主要应力有一定的角度时，即会构成扭曲裂缝。压裂后形成的横向裂缝适用于渗透性较差储藏层，其可以明显的促进油井改造。而渗透性好、裂缝性的储藏层则需要利用纵向裂缝来提升改造效果[2]。 2 各种类型的分段压裂工艺2.1 段塞分段压裂 段塞分段压裂工艺是在水平井施工进入尾声时，采用年度较高的物质植入井筒中，使之形成堵塞现象，在利用其它材料，如浓度较高的支撑剂、填砂液体胶塞或者超粘完井液等，进行填充性裂缝。该工艺的优势在于对于工具的要求较低，不需要特殊工具即可以安全设计方案进行施工活动，但是其缺陷在于施工时间较长，在进行冲胶塞施工时容易出现损伤，且由于胶塞强度的限制，在深度较大的水平井中不能达到理想的封隔效果，因此逐渐被新的分段压裂技术所取代[3]。 2.2 TAP分段压裂工艺
红外分析实例
图1 就是SBS 红外光谱图, 可以瞧出2921cm-1、2846cm-1为- CH2- 得伸缩振动吸收峰, 1601cm-1、1493cm-1为苯核得动吸收峰, 699cm-1、757cm-1为单取代苯环得振动吸收峰, 966cm-1为C=C 得扭曲振动吸收峰, 911cm-1为=CH2面外摇摆振动吸收峰。
从图2、图 3 可以瞧出各特征峰所对应得基团 :2924cm-1、2853cm-1为- CH 2 - 得伸缩振动吸收峰, 2960cm-1为- CH 3伸缩振动吸收峰,1460cm-1为- CH 2 - 得剪式 振动吸收峰, 1377cm-1为- CH 3 剪式振动吸收峰。
由图1可见,基质沥青红外光谱图中出现了3处吸收峰,其中波数650～910cm-1区域就是苯环取代区,出现得几个吸收峰就是由苯环上C-H面外摇摆振动 形成得;而波数1375cm-1与1458cm-1处得吸收峰则由 C-CH 3与-CH 2 -中C-H面内伸 缩振动形成得;波数2800～3000cn-1范围内得吸收峰比较强,就是环烷烃与烷烃 得C-H 伸缩振动得结果,由-CH 2-伸缩振动形成得。
由全波段得红外光谱(图3)可知,改性沥青与基质沥青在2800～3000cm-1左右出现得强吸收峰带基本相同,吸收峰得位置没有发生变化。就改性沥青而言,整个功能团没有发现新得吸收峰,但吸收峰得强度随SBD改性剂含量得增大而略有增强。由650～1100cm-1波区得红外光谱(图\4、图5)可知,在指纹区改性沥青与基质沥青得吸收峰存在明显差异,即在波数690～710cm-1与950～980cm-1处,SBS改性沥青得红外波区吸收相对较强,并在966、1cm-1与698cm-1处出现了吸收峰,虽然波数698cm-1得绝对吸收峰值较波 966、1cm-1处得大,但波数966、1cm-1处得吸峰特征更为明显。 每种物质分子都有一个由其组成与结构所决定得红外特征吸收峰,它只吸收一些特定波长得红外光。由于掺入得SBS改性剂与基质沥青并没有发生化学反应,亦即聚苯乙烯与聚丁二烯并没有发生化学变化,所以SBS改性沥青得红外光谱只就是在基质沥青得红外光谱上简单叠加了聚苯乙烯与聚丁二烯得红外光谱,而相应得吸收峰位置与强度基本保持不变,就是基质沥青与SBS改性剂得红外光谱得
红外检测技术介绍
红外探测技术 红外检测技术基本原理 红外技术的原理是基于自然界中一切温度高于绝对零度的物体，每时每刻都辐射出红外线，同时，这种红外线辐射都载有物体的特征信息，这就为利用红外技术探测和判别各种被测目标的温度高低与热分布场提供了客观的基础。 红外线是波长在0. 76?1000 U m之间的一种电磁波，按波长范围可分为近红外、中红外、远红外、极远红外四类，它在磁波连续频谱中的位置是处于无线电波与可见光之间的区域。 红外线辐射在真空中的传播速度 C=299792458m/s ?3xlO lu cm/s 红外辐射的波长 A = — co 式中：C:速度 2：波长 3 :频率 红外线辐射是自然界存在的一种最为广泛的电磁波辐射，它是基于任何物体在常规环境下都会产生自身的分子和原子无规则的运动，并不停的辐射出热红外能量，分子和原子的运动愈剧烈，辐射的能量愈大，反之，辐射的能量愈小。 温度在绝对零度以上的物体，都会因自身的分子运动而辐射出红外
线。其中黑体频谱辐射能流密度对红外辐射波长的关系，根据普郎克定律： D一GxL （瓦?厘米”"微米"） 式中： P一波长％,热力r AT 学温度为T时，黑体的红外辐射功率。 C一光速度 (axiomcm/s) C—第一辐射常 数二3.7415X104（瓦厘米?微米2） 之一波长（微米），T热力学 温度（K）温度辐射的能量密 度峰值对应的 波长，随物体温度的升高波长变短。 根据维思定律：人理（urn） T 式中： A一峰值波长，单位：um T一物体的绝对温度单位K 物体的红外辐射功率与物体表面绝对温度的四次方成正比，与物体表面的发 射率成正比。物体红外辐射的总功率对温度的关系，根据斯蒂芬—波尔兹曼定 律：
【CN110130867A】一种小井眼侧钻水平井分段多簇压裂方法【专利】
(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910304847.1 (22)申请日 2019.04.16 (71)申请人 中国石油天然气股份有限公司 地址 100007 北京市东城区东直门北大街9 号中国石油大厦 (72)发明人 常笃 齐银 陆红军 张矿生 卜向前 任勇 苏良银 汪澜 刘兴银 赵广民 (74)专利代理机构 西安吉盛专利代理有限责任 公司 61108 代理人 赵娇 (51)Int.Cl. E21B 43/267(2006.01) E21B 33/134(2006.01) E21B 33/13(2006.01) (54)发明名称 一种小井眼侧钻水平井分段多簇压裂方法 (57)摘要 本发明公开了一种小井眼侧钻水平井分段 多簇压裂方法，根据储层情况确定压裂段数和射 孔位置，每段采用多簇射孔，完成第一段多簇压 裂，接着通过水力泵送小直径可溶桥塞实现第二 段和以后多段的分段压裂，其中压裂施工过程中 通过泵入可溶解暂堵转向颗粒，堵塞已起裂的 簇，迫使压裂液进入未起裂的簇，实现段内多簇 有效起裂，压裂施工完成后，小直径可溶桥塞、暂 堵转向颗粒在地层条件下自行溶解，不影响改造 效果，重复上述步骤，直至完成小井眼侧钻水平 井所有段的压裂，本发明可解决小直径可捞式桥 塞施工工序复杂、笼统压裂各簇开启率较低的问 题，本发明具有不钻塞、施工效率高、成本低的特 点，实现了小井眼侧钻水平井分段多簇压裂的目 的。权利要求书2页 说明书10页CN 110130867 A 2019.08.16 C N 110130867 A
井下封隔器知识
井下封隔器知识 分隔油层是用分层管柱及其工具实现的，封隔器是在套管里分隔油层的重要工具。 一、封隔器的基本概念 在油田的井筒里密封井内工作管柱与井筒内环形空间的封隔工具称 为封隔器。 1、封隔器性能的基本要求 对可取出的封隔器性能的基本要求是下的去、能密封、耐的久、起得出和配套多级使用。 2、封隔器的的基本参数 包括工作压力、温度、钢体最大外径和通经四个基本参数。 3、封隔器作用 封隔器主要元件是胶皮筒，通过水力或机械的作用、使胶皮筒膨胀密封油、套管环形空间，把上、下油层分隔开，达到某种施工的目的，这就是封隔器的主要作用。 二、封隔器型号编制方法 1、封隔器的分类： 封隔器的分类主要是按封隔器上的封隔件的工作原理来分类。可分为自封式、压缩式、扩张式和楔入式四类。 （1）自封式：靠封隔件外径与套管的过盈和压差以实现密封的封隔器。
帕），胶皮筒扩张，密封油套环形空间（压差的产生是通过配水器打开定压阀损失压力而造成的）。 （4）技术规范 a.工作压力25兆帕、工作温度70摄氏度； b.适用套管为139～145mm； c.最大外经113mm； d.管内经62mm； e.总长度923mm； f.两端连接螺纹适用于2 1/2英寸； g.胶皮筒外经为110mm，在0.5兆帕作用下，扩张直径为146～155mm。 2、k344-114(原457－9)型 （1）性能：常与喷砂器等工具配套使用，用于注水井的压裂、酸化、找窜、封窜上。 （2）结构：由上接头、“○”型圈、胶筒座、硫化芯子、胶筒、中心筒、滤网罩和下接头等组成。 （3）工作原理：从油管加液压，液压经滤网罩、下接头的孔眼和中心管的水槽，作用于胶筒内腔，从而使胶筒胀大，密封油套管环形空间，是压裂、酸化不可缺少的工具。 （4）技术规范 a.工作压力45兆帕。
红外测试峰值对照图
主要基团的红外特征吸收峰 基团振动类型波数（cm-1）波长（μm）强度备注 一、烷烃类CH伸 CH伸（反称） CH伸（对称） CH弯（面内） C-C伸3000～2843 2972～2880 2882～2843 1490～1350 1250～1140 3.33～3.52 3.37～3.47 3.49～3.52 6.71～ 7.41 8.00～8.77 中、强 中、强 中、强 分为反称与对称 二、烯烃类CH伸 C＝C伸 CH弯（面内） CH弯（面外） 单取代 双取代 顺式 反式3100～3000 1695～1630 1430～1290 1010～650 995～985 910～905 730～650 980～965 3.23～3.33 5.90～ 6.13 7.00～7.75 9.90～15.4 10.05～10.15 10.99～11.05 13.70～15.38 10.20～10.36 中、弱 中 强 强 强 强 强 C＝C＝C为 2000～1925 cm-1 三、炔烃类CH伸 C≡C 伸 CH弯（面内） CH弯（面外） ～3300 2270～2100 1260～1245 645～615 ～3.03 4.41～4.76 7.94～8.03 15.50～16.25 中 中 强 四、取代苯类CH伸 泛频峰 骨架振动（ C C= ν） CH弯（面内） CH弯（面外）3100～3000 2000～1667 1600±20 1500±25 1580±10 1450±20 1250～1000 910～665 3.23～3.33 5.00～ 6.00 6.25±0.08 6.67±0.10 6.33±0.04 6.90±0.10 8.00～10.00 10.99～15.03 变 弱 强 三、四个峰，特征 确定取代位置 单取代 邻双取代 间双取代 对双取代 1,2,3,三取代1,3,5,三取代1,2,4,三取代 ﹡1,2,3,4四取代﹡1,2,4,5四取代﹡1,2,3,5四取代﹡五取代CH弯（面外） CH弯（面外） CH弯（面外） CH弯（面外） CH弯（面外） CH弯（面外） CH弯（面外） CH弯（面外） CH弯（面外） CH弯（面外） CH弯（面外） 770～730 770～730 810～750 900～860 860～800 810～750 874～835 885～860 860～800 860～800 860～800 865～810 ～860 12.99～13.70 12.99～13.70 12.35～13.33 11.12～11.63 11.63～12.50 12.35～13.33 11.44～11.98 11.30～11.63 11.63～12.50 11.63～12.50 11.63～12.50 11.56～12.35 ～11.63 极强 极强 极强 中 极强 强 强 中 强 强 强 强 强 五个相邻氢 四个相邻氢 三个相邻氢 一个氢（次要） 二个相邻氢 三个相邻氢与间 双易混 一个氢 一个氢 二个相邻氢 二个相邻氢 一个氢 一个氢 一个氢
封隔器理论基础与应用
第一章、概述 第一节、前言 封隔器系指具有弹性密封元件，并籍此封隔环形空间，隔绝产层，以控制产（注）液，保护套管的井下工具. 根据密封部位不同，可分为两种。一种是油套与套管（或裸眼井壁）之间的密封，谓之“外密封”；一种是油管或油管密封短接（也称密封段）与封隔器内腔（或密封腔容座）之间的密封，谓之“内密封”。 目前常用的封隔器分为两大类：可取式封隔器和永久式封隔器。 对于封隔器本身来说，最关键的部件莫过于弹性密封元件，有人比之为封隔器的心脏，因为它在很大程度上影响甚至决定着封隔器系统井下工作的成败 第二节、封隔器的发展 石油工业的兴起和发展，伴随着封隔器的问世和演变，早期的封隔器结构简单，用途单一、性能低下。1863年美国的布赖森发明了裸眼封隔器，1863年美国的图尔特发明了一种开有油、套压连通孔的单胶筒封隔器，其胶筒是在锥形体的楔入作用下膨胀的。随后美国的封隔器研究又加快了步伐 苏联30年代初，阿塞拜疆油田首先采用正反扣螺栓式封隔器，1963年阿塞拜疆矿机研究所研制了结构比较完善的尾管式封隔器，但其下入深度只有300~650米，有效工作压差不超过2.5MPa。 近几十年，随着钻井、完井工艺不断向高压、高温和复杂的深部地层方面发展，对封隔器提出更高的要求。 第三节、结构封隔器的 一、密封部分： 密封部分是在外力（机械力或液压力）的作用下，发生动作，最终密封环形间隙，防止流体通过的机械。它是封隔器的关键部件，主要由弹性密封元件、赖以安装密封元件的钢碗、隔环（挡圈）和各种防止密封元件“肩部突出”的“防突”部件构成。其中，密封元件是至关重要的核心部件，通常制作成“圆筒状”，所以也俗称胶筒。只是近来为了实现油管与封隔器之间的内密封，密封元件才制作成各种形状（如V形）的盘根 二、锚定部分 锚定部分也叫“支撑部分”，其作用是将封隔器支撑在套管壁上，防止封隔器由于纵向移动而影响密封性能，或引起封隔器过早解封，主要包括水力锚和卡瓦等。
峰值检测电路
一、前言 峰值检测电路（PKD，Peak Detector）的作用是对输入信号的峰值进行提取，产生输出V o = Vpeak，为了实现这样的目标，电路输出值会一直保持，直到一个新的更大的峰值出现或电路复位。 峰值检测电路在AGC（自动增益控制）电路和传感器最值求取电路中广泛应用，自己平时一般作为程控增益放大器倍数选择的判断依据。有的同学喜欢用AD637等有效值芯片作为程控增益放大器的判据，主要是因为集成的方便，但个人认为是不合理的，因为有效值和信号的正负峰值并没有必然联系；其次，实际应用中这类芯片太贵了。当然，像电子设计竞赛是可以的，因为测试信号总是正弦波，方波等。（本文参加了TI公司的博文比赛，觉得还行的话，希望大家帮顶一下、回复一个，谢谢大家，我会更努力的：-） 二、峰值检测电路原理 顾名思义，峰值检测器（PKD，Peak Detector）（本文默认以正峰值检测为例）就是要对信号的峰值进行采集并保持。其效果如下如（MS画图工具绘制）： 根据这样的要求，我们可以用一个二极管和电容器组成最简单的峰值检测器。如下图（T INA TI 7.0绘制）： 这时候我们可以选择用面包板搭一个电路，接上信号源示波器观察结果，但在这之前利用仿真软件TINA TI进行简单验证会节省很多时间。通过简单仿真（输入正弦信号5kHz,2 Vpp），我们发现仅仅一个二极管和电容器组成的峰值检测器可以工作，但性能并不是很理想，对1nF的电容器，100ms后达到稳定的峰值，误差达10%。而且，由于没有输入输出的缓冲，在实际应用中，电容器中的电荷会被其他部分电路负载消耗，造成峰值检测器无法保持信号峰值电压。
水平井不动管柱封隔器分段压裂技术
万方数据
万方数据
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?１４４?中国石油大学学报（自然科学版）２０１０年８月 有限元分析，采用轴对称模型对其简化，建立的管柱模型及网格划分如图６所示。胶筒材料为橡胶，材料常数Ｃ１０＝１．８７ＭＰａ，Ｃｏ．＝ｏ．４７ＭＰａ；其余材料定义为钢，其弹性模量Ｅ＝２０６ＧＰａ，泊松比／ｚ＝０．３；网格划分中心管、套管和护套采用ＣＡＸ４Ｒ单元，胶筒采用ＣＡＸ４ＲＨ单元划分；定义中心管与压缩式封隔器的护套摩擦系数为０．１，其他接触摩擦系数定义为０．３；扩张式封隔器的护套与中心管定义为绑定约束，护套与长胶筒的顶部和底部也定义为绑定约束。 图６模型装配图（左）及网格划分（右） №．６Ａｓｓｅｍｂｌｙｄｒａｗｉｎｇｏｆｍｏｄｅｌａｎｄｇｒｉｄ ｍａｐｏｆｓｅａｌｒｕｂｂｅｒ 管柱力学分析分两步进行，加载方式为先在长胶筒的内部逐渐施加３０一５０ＭＰａ的内压力，使扩张式长胶筒与套管接触密封，管柱锚定套管不动。胶筒与套管的接触应力值如图７所示，最大接触压力为３３．３ＭＰａ。然后对管柱进行加载，包括管柱的内部压力和管外压力，以及封隔器对管柱的摩擦力，封隔器附近中心管的应力值如图８所示。 图７长胶简接触应力曲线 Ｆｉｇ．７Ｃｏｎｔａｃｔｓｔｒｅｓｓｃｕｒｖｅ ｏｆｌｏｎｇｒｕｂｂｅｒ从图８应力曲线可以看出，中心管在与封隔器接触处的应力值最大，中心管的最大应力值为１６８．２ＭＰａ，发生在封隔器与中心管的结合处。压裂施工时该部位最容易被拉断，因此在工具设计时对该类部件选取高强度材料（选用３５ＣｒＭｏ材料），增加抗拉强度。 图８中心管处应力曲线 Ｆｉｇ．８Ｓｔｒｅｓｓｃｌｌｌｒｖｅｏｆｃｅｎｔｒａｌｔｕｂｅ ４创新点与优点 ４．１创新点 （１）工艺管柱的无卡瓦锚定设计，设计封隔器长胶筒摩擦锚定，降低了安全事故的发生，可有效避免卡瓦式锚定工具卡钻的问题。 （２）密封胶筒内加入了特殊材料，增强密封耐压性能和抗疲劳破坏性能。 （３）设计工具挡砂传液机构，有效避免了工具内腔进砂引起的事故。 （４）综合应用不动管柱＋分段压裂＋可洗井等技术。 ４．２技术优点 （１）可以在不动管柱的情况下，实现水平井２—３段的分段压裂；可以对水平井的长井段进行均匀布酸和有效的措施改造，大大提高水平井的压裂措施效益。 （２）一般情况，整个压裂施工可以在ｌｄ内完成，节省了泵注时间和费用，加快了返排时间，降低了残酸或压裂液对油层的污染伤害，有利于保护油气层。 （３）管柱具有反洗井功能，砂卡时可以进行反洗井作业。 ５结束语 力学分析证明该新型水平井封隔器分段压裂工艺管柱达到设计要求，其中心管在与封隔器接触处的应力值最大，是应力破坏薄弱处，设计时进行了充分考虑。该技术提高了我国套管完井水平井分段压裂的工艺技术水平和配套工具水平，具有良好的推 广应用前景。万方数据