涡轮旋转引鞋的研制与应用

针对目前国内完井管柱下入工具驱使套管下入水平段长度有限,难以到达预定深度,功率消耗过大,容易损坏套管引发事故等问题,研制了水力驱动涡轮旋转引鞋。通过建立涡轮定、转子的三维模型,并导入Workbench软件建立涡轮定、转子中液流流过的流道模型,在Fluent中对涡轮旋转引鞋定、转子的水力性能进行分析,完成结构设计、性能试验及现场试验。试验结果表明：该工具可通过液流循环实现引鞋头旋转,从而进行井壁的修整和井筒的冲洗,并帮助完井管柱顺利下入到预定位置;设计的涡轮旋转引鞋工具完成了50 h寿命试验,满足现场应用需求。所得结论可为水平井与大斜度井完井管柱下入工具的研制提供技术借鉴。     

大港滩海赵东区块水平井裸眼砾石充填防砂完井技术

由于大港滩海赵东区块的储层具有高孔高渗的特点,加之采用大泵径电动潜油泵强采,易导致地层出砂,因此该区块采用水平井裸眼砾石充填防砂完井技术进行完井,以实现油井高产的目的.介绍了该区块的完井管柱及防砂工具,分析了水平井裸眼砾石充填的水动力学特征,进行了水平井循环砾石充填泵注排量的设计,并针对影响施工效果的各种因素,提出了技术措施.由于在实施水平井裸眼砾石充填防砂过程中,相互影响、相互制约的因素较多,因此建议综合考虑诸如井眼参数、完井液性能、防砂管柱、施工工具等因素之间的匹配.在低漏失的井眼条件下,建议采用合理的泵注排量,用低黏度携砂液以反循环方式对筛管与裸眼井眼间的环空进行砾石充填,以形成距离较长、密实的充填层.     

辽河油区多底分支井钻完井技术研究与应用

多分支井技术是一项难度大、风险高的系统工程.经过多年攻关,研究了一套适合于辽河油区勘探开发需要的分支井完井工艺及配套工具.该系统采用相贯套技术,保证了主、支井眼连接处的力学完整性和机械稳定性,采用定位定向工具,保证各分支井眼的再进入性.现场试验应用该技术实施了5口井,完井级别均达到国际TAML4级标准,整套工艺技术处于国内领先水平.     

海上油田油井分层加药工艺管柱的研制

针对部分海上油田油井存在的结垢结蜡严重的问题,研制了药剂分层注入工艺管柱,利用井下分层加药对接工具及加药管线等配套工具,将药剂从井口注入到油层部位的完井管柱段,实现了油层流体进入井筒后与各类药剂的混合,有效缓解了油层部位分采及完井管柱结垢、结蜡问题。介绍了加药密封筒、插入密封及密封头等3种主要配套工具的结构及工作原理,指出了加药工艺管柱的技术特点。室内和现场试验结果表明,该工艺管柱各项性能符合现场施工技术要求。     

海上单筒双井稠油热采钻完井技术

为避免海上油田平台空间和井槽数对采油的限制,利用单筒双井技术开采稠油油藏。在 热采过程中,单筒双井不仅受高温流体影响,而且小井眼防砂也面临挑战。在常规热采井钻完 井技术基础上,结合单筒双井井身结构特点,对单筒双井钻完井工艺、井眼轨迹控制和定向井 设计等进行优化。设计了补偿工具以减小热应力对完井管柱的影响,并完成了完井管柱的优 化和改进。单筒双井钻完井技术现场应用,作业成功率为１００％,充填效率超过１１０％,达到了 设计要求,没有发生出砂及管柱损坏现象,满足了海上安全环保要求,延长了防砂有效期,为提 高稠油热采效果奠定了基础。     

侧钻井防砂、堵水一体化技术研究与应用

针对侧钻井寿命短、出水、出砂严重等问题,开展了侧钻井防砂、堵水一体化技术研究,该技术可以根据不同的地质条件,灵活选择完井管柱结构,如:防止底水上窜完井管柱结构,水层开窗时有效封固水层的完井管柱结构,低压油层不固井完井管柱结构、低压油层下部筛管上部套管完井管柱结构等,应用表明,该技术可从根本上解决目前侧钻井出水、出砂等问题,现场应用效果明显。     

定向井分注工具通过性分析

由于定向井的井眼曲率过大,分注层数的增多,分注工具刚度比油管大,可能导致分注管柱下入过程中工具被卡死,最终导致整个分注管柱无法下入和无法进行注水作业。因此工具通过性分析在国内油田开发中显得至关重要。考虑井眼轨迹和分注工具的材料和尺寸对工具通过性的影响,提出了一种分注工具在刚性和柔性条件下可以通过的临界长度的计算方法。首先根据井眼轨迹找出工具最难通过位置,在此基础上计算出工具串能通过的临界长度,然后与工具实际长度进行比较,如果分注工具的长度小于临界长度,则可顺利下放;反之则无法下放。利用该方法对管柱的通过性进行评估能有效地优化管柱结构和提高坐封效率,对分注工具选用和分注管柱设计有一定的指导意义。     

一趟管柱防砂堵水集成工艺技术应用

北部湾某油田调整井A12H在水平段钻遇水层,为防止油井过早出水,在南海西部首次尝试一趟防砂管柱带2个遇水遇油膨胀封隔器进行完井。通过控制井眼轨迹、调整泥浆性能、优化防砂管柱、摩阻计算、采用具有储层保护效果的钻完井液体系等措施为管柱顺利到位、工艺成功实施提供保障。应用结果表明:该完井工艺不仅缩短了完井时间,而且防砂堵水效果好,能延长油井寿命,降低油田开发成本,提高油气采收率,对海上类似作业具有很好的借鉴作用。     

浅层稠油油藏水平井完井技术

为增加原油自然流动的能力,目前稠油普遍采用蒸汽吞吐稠油热采.稠油水平井尾管完井工具除了要求悬挂器能安全、牢固地将完井管柱悬挂外,还须保证在稠油热采时的高温高压条件下,完井管柱与技术套管间实现长期、有效的防砂封隔.在稠油水平井φ68.3 mm完井管柱下入时剩余钩载很小,因此要求下管柱时现场须按设计要求调整好泥浆性能,改善其润滑性能,在直井段及井斜较小的井段尽可能采用加重钻杆和钻铤作为送入钻具,以增大管柱下入的驱动力.良好的井眼轨迹和泥浆性能是完井作业顺利完成的基础.     

完井管柱与井眼曲率适应性有限元分析

老井眼侧钻短半径水平井技术在绥中36-1油田的高造斜率井段应用时,完井管柱串与井眼的适应性问题较突出。为此,选取绥中36-1油田某井的完井管柱为研究对象,使用弹性模型,考虑完井管柱刚度、井眼曲率、重力、扶正器和内层管柱的影响,建立了完井管柱下入不同井深力学模型,利用有限元法将管柱离散成梁单元进行模拟仿真计算,分析了完井管柱与井眼曲率适应性。分析结果表明:过低曲率井段时,管柱轴力、接触力和摩阻力对应力起主导作用;过高曲率井段时,弯曲应力对等效应力起主导作用。在井眼曲率每30 m为10°和15°2个高曲率井段,弯曲应力明显变大,占等效应力的1/2以上。所得结论为该油田后续完井管柱施工提供了理论指导。     

新型热敏式补偿器在水平井稠油完井中的应用研究

筛管先期防砂完井技术在水平井中应用日益广泛,胜利油田为国内水平井发展最快、应用规模最广的油区。由于注水注气井的高温高压工况,完井管柱受热膨胀变形损坏,大大影响了作业效果。为提高完井工具的可靠性,改善完井管柱的受力状况,本文建立了水平井筛管管柱的有限元模型,在对筛管管柱注汽条件下热应力分析基础上,研制了新型套管热敏式补偿器,并在胜利油田多口井进行了现场应用,结果表明热敏式补偿器可有效缓解水平井筛管的损坏程度。     

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分支井技术可以从一个主井眼中钻成多个相互独立的、可以再次进入的、具有压力封隔效果的分支井，并能进行完井作业。新浅90分支井是由西南石油局设计并施工的中国国内第一口天然气分支并，并在国内首次进行加砂压裂并获圆满成功，也是我国第一口达到TAML五级标准的分支井。该井在吸收国内外成功经验的基础上，研究出了一套适合于气井作业的分支井钻井完井配套工艺技术。结合川西地区气井多产层、高压力梯度、河道砂体岩性变化大等地质特点，该井组主井眼和分支井眼均采用套管固井、射孔完成，通过双油管和双封隔器的完井管柱实现了主井眼和分支井眼的层间压力分隔和分井压裂、分井采气。     

中短半径井眼固井防砂一体化管柱研究与试验

为了解决渤海油田中短半径裸眼井固井防砂一体化作业无适用管柱的问题,针对渤海油田的开发情况与技术现状,设计了一套适用于中短半径井眼的固井防砂一体化管柱,对其安全性、通过性的分析结果发现:该管柱在下入过程中不会出现螺旋弯曲,安全性达到了要求;可以顺利通过最大狗腿度为19.28°/30 m、曲率半径为89.20 m的井眼。试验井试验和现场试验均表明:中短半径井眼固井防砂一体化管柱的安全性和通过性达到了设计要求,能实现实现一趟钻完成上部井段固井作业和下部储层段选择性固井和砾石充填防砂作业的功能,能够满足渤海油田中短半径裸眼井实施固井防砂一体化作业的需求。      

海上小井眼大通径一次多层压裂充填工具研究

渤海蓬莱油田平均每年进行约50口井的侧钻井作业,采用ø177.8 mm尾管射孔的小井眼完井技术和单层压裂充填防砂工艺,保证其防砂效果和油井产能。但是,单层逐级压裂充填防砂的整体时效性差、费用高。现有的一次多层压裂充填防砂技术存在管柱通径小、细分层数少、压裂充填排量受限等不足。以ø177.8 mm小井眼完井为例,研制了一种通径为ø98.55 mm的1次6层及以上细分层系压裂充填防砂管柱及配套工具。对往复运动承压的密封模块等关键工具进行了强度分析和室内试验。试验结果表明,该工具的各项技术参数可以满足蓬莱油田的作业需要,且优于国内外同类工具,具有良好的应用前景。     

多分支井自膨胀回接装置的研究与应用

针对目前现有的多分支井完井工艺单一,回接技术难度大的问题,研制了多分支井自膨胀回接装置。多分支井自膨胀回接装置实现了双级液缸、超长锚定爪、上提或旋转丢手和可钻自膨胀套管等4项主要功能,是一种结构简单、施工安全可靠的多分支井完井工具。该装置与管柱连接,形成分支井完井管串。现场应用结果表明:多分支井自膨胀回接装置的锚定力大,能够保证完井管串在较大角度的分支井眼中长期有效的固定,确保完井质量。回接装置的自膨胀套管可确保分支井眼与主井眼的连接,有效解决了分支井眼与主井眼的后期回接问题,提高了多分支井的生产效率,延长了油井的使用寿命。     

油管柱分离器的研制与应用

针对反扣式安全接头和剪钉式安全接头在生产中存在的问题,研制了油管柱分离器。该分离器由上下接头、短节、接箍通过反扣油管螺纹连接而成。需要检泵或水换作业提管柱时,可上提管柱于正常悬重,用液压钳正转管柱,使管柱在靠近封隔器的油管分离器处分离开。该分离器既可用于完井管柱又可用于打捞管柱。现场试验表明,该工具解卡效果很好,有效率100%,砂埋管柱采用油管柱分离器一口井可节省64.9万元。     

深井可溶球座研制与应用

随着塔里木盆地勘探开发的深入，现有完井球座存在井下落物、堵塞生产通道等问题，无法满足清洁完井技术需求。因此，结合现场需求及技术难点，文章开展了新型可溶球座研制，利用现有可溶材料研制出了具备高承压、溶解时间可控及应急处理性强的新型可溶球座。通过现场试验，该工具在功能、承压、强度、耐高温等方面均达到现场技术需求，能确保封隔器顺利工作，实现了完井后可溶内芯的全溶解，保障了完井管柱的全通径，满足清洁完井技术需求，为可溶材料在完井工具的扩展应用提供了技术支撑。     

新疆DC024分支井钻井完井技术

新疆石油管理局钻井工艺研究院2005年12月在新疆克拉玛依低效油田车排子井区完成了该油田第一口（TAML）四级难度的DC024分支井现场试验。研究人员在该井进行了多项新技术入井试验,完成了从斜向器的定向安放、套铣打捞、完井管柱在弯引鞋导引下进入分支井眼、窗口处分叉工具的悬挂丢手、射孔作业管柱的选择性入井等全套分支井关键技术试验。文章介绍了DC024分支井的方案设计要点和实际施工中所应用的分支井钻井完井技术。     

多侧向井完井技术日趋完善

介绍一种多侧向完井新技术,该完井系统包括可回收式造斜器、注水泥固井完井、液压密封完井装置和井下分支装置。利用这一技术,可实现多侧向井眼之间相互密封隔离,同时能保证在井眼交汇处各侧向井眼能全眼打开,并保证工具和管柱能顺利地重复起下,以达到优化生产参数、降低整个油藏开发期内原油生产成本的目的。     

机械式抽砂管柱结构及作业工艺改进

为了解决海上油气井出砂问题,克服水力冲砂技术及传统抽砂工艺的不足,对机械式抽砂管柱结构及作业工艺进行了改进。管柱包括顺序相连的滑套、上单流阀、捞砂泵、装砂筒、下单流阀和引鞋。单次下入后,反复上提管柱吸砂,下放排液,可实现大容量捞砂,遇阻后可通过旋转管柱实现破除砂砾胶结,解决砂卡问题。该技术的关键工具捞砂泵采用独特V形密封和耐磨环结构,密封效果好,单次作业后磨损轻微。经现场应用证实,该工艺管柱遇砂后有效进尺均超过1.83m,88.9mm(3英寸)油管内装砂高度均超过8.23m,具有推广应用价值。