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山东省高压水射流新技术研究推广中心
发布时间:2016-01-04  作者:  浏览次数:

      中国石油大学(华东)高压水射流重点研究室是CNPC钻井工程重点实验室下的四个重点研究室之一,成立于2001年,研究室现有各类研究人员18人,教授、博士占70%,在读研究生40余名,已初步形成了一支稳定的、高层次的专业化研究队伍。拥有建筑面积达1000多平方米的实验室和固定资产额为1000多万元的实验测试设备。
      研究室以水射流基础理论研究为基础,紧紧围绕高压水射流在石油工程中的应用和现场需求来选择研究方向和研究课题,开展了高压水射流提高钻井速度、提高采油速度及产量等方面的基础理论和应用技术研究,先后承担了提高射流在井底工作效率、加长喷嘴牙轮钻头等课题的研究。
      目前,研究室在利用高压水射流提高破岩钻井速度和提高特种、复杂油气藏开发效益等方面形成了稳定的研究方向。开发了具有多项知识产权的新技术,主要包括:
1、径向水平井技术
径向水平井是指在垂直井眼内钻成的曲率半径只有0.3m的水平井。目前使用该技术已在辽河、吉林、胜利等油田钻出多口超短半径径向水平井,钻速高达12m/h,孔眼直径在130mm左右,水平长度15.86m,原油产量比原来增加了5―8倍,取得了良好的经济效益。
2、加长喷嘴钻头
利用射流动力学原理研制的加长喷嘴钻头,该项技术已在大庆、胜利、新疆等全国十三个油田和地区推广,获得直接经济效益上亿元。获得国家发明三等奖一次,国家科技进步二等奖一次。
3、自振空化射流钻头
经过20多年系统的理论和实验研究,建立了两种振动腔新模型,创制了一种新型高效自振空化射流,研究得到了自振空化射流压力脉动和冲蚀岩石特性与规律;将理论成果应用于石油钻井,研制成功了具有自主知识产权的自振空化射流喷嘴钻头, 先后在全国10多个油田现场实验和应用1733只, 累计创经济效益2亿多元。


  


4、高压旋转水射流处理近井地层增产增注技术
高压旋转水射流处理地层技术,在井下因有多种物理作用,处理效果优于单一物理作用的处理措施。该技术不仅工艺简单、成本低、能量集中、处理深度大、效果显著,而且可根据堵塞类型和严重程度,选择射流压力、旋转速度、处理层段和处理时间。自1995年以来,经辽河、胜利、中原、大港、华北、新疆、江苏等油田500多口不同地质条件和井况的油井和注水井现场试验结果表明,该技术平均单井增油约700吨,增油幅度20%―30%,平均单井日增注1.6万方(对应油井增油400吨),增注幅度达30%―130%,有效率达90%以上。
5、新型射流PDC钻头
该技术利用射流动力学原理,对三角、旋转等新型喷嘴射流进行了研究,研究表明三角喷嘴射流由于动压力衰减慢、湿周大,可大幅度提高射流在井底的工作效率,根据室内实验结果计算,在相同条件下平均井底水功率提高10-20%;井底动压力提高20-30%。该类型钻头在胜利钻井一公司、四公司等单位进行了推广,在相同条件下该钻头机械钻速提高12-15%,进尺提高15-20%,钻头的使用时间也有提高。
6、超高压钻井技术
井下增压泵是在不增加地面泥浆泵的压力和功率条件下,利用部分泥浆作动力,在井下将超高压钻头的射流压力增加到100MPa以上,普通水眼的尺寸、功能和使用条件不变情况下,实现水力与机械联合破岩,以达到大幅度提高钻速、降低成本、缩短钻井周期的目的。该技术经过多次仿真性能试验、全尺寸模拟钻井试验后,于2004年11月在中原油田进行了井下推广试验,超高压钻头与“转盘加螺杆复合钻”钻井技术相比,钻井速度提高了一倍。

  

7、磨料浆体旋转射流破岩钻孔技术
该技术通过先期研究和配套,完成了韦5井超短半径辐射分支水平井的钻进,设计垂深1065m。转向器工具一次下井连续钻出了三分支井眼并创造了单井眼长度(19.56m)、水平分支井眼数量(3个)和最短钻井周期(11天)三个国内记录。恢复生产后产量稳定增加,含水率逐渐下降,达到了增产改造目的。


      高压水射流重点研究室是从事高压水射流基础理论和应用技术研究、开发及教学的专业研究机构,研究室积极参与CNPC科技发展战略的研究,为CNPC制定中长期科技发展规划提供了决策支持,今后的发展目标是:
1.高压水射流在石油、化工等工程中的应用理论和技术的研发基地;
2.高压水射流应用新技术推广、交流和培训基地;
3.高压水射流喷嘴技术检测与评价中心。 
形成稳定的研究方向,建成包括约7-9名教授、10-15名副教授、20-40名博士、硕士研究生组成的科技创新团队,构建射流应用新技术研发的公共平台,达到国际先进水平。


中国石油大学(华东)石油工程学院,山东省青岛市黄岛经济技术开发区长江西路66号工科楼B座(266580)
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