深井压裂酸化封隔器在尕斯油田的应用

青海尕斯油田深井分层压裂酸化由于地层破裂压力高而导致措施施工压力过高，由此对井下措施管柱及工具的耐压要求也有相应的提高。作为井下措施管柱主要承压工具的封隔器，其承压能力必须达到一定的标准才能满足深井分层压裂酸化措施施工的需要。JHY241型单向锚定深井压裂酸化封隔器自2001年来在尕斯油田90多井次深井分层压裂酸化现场施工的成功应用，证实其是最适合尕斯油田深井分层压裂酸化施工的封隔器。该封隔器座封成功率达90％，封堵成功率达90％，一次解封成功率达90％，单级封堵井的解封上提力约为10KN。     

CYY344系列高压酸化压裂封隔器

为满足四川油气田高温高压高含硫高腐蚀深井、超深井压裂酸化的需要,在川773和753型等旧型封隔器的基础上,研制成功了CYY344系列高压酸化压裂封隔器。这种封隔器采用液压坐封,泄压自动解封;胶筒密封间隙大,适用套管范围广,因采用专门研制的高性能胶料制成,可满足反复多次坐封和解封的需要;选用尺寸大于胶筒的钢体,下井过程中能有效地保护胶筒;配有专用水力锚和节流启动器作为锚定和辅助坐封机构。封隔器投入使用以来,已有200井次用于单层压裂酸化、卡层酸化和找串漏层段修井作业,施工成功率为98%～100%。为确保施工的成功,封隔器下井前必须刮管和通井。     

插管封隔器与多功能完井生产管柱

目前我国的插管封隔器及配套工具存在2点不足(1)采用钻磨方式解封,工艺复杂,对套管有损害;(2)井下开关器采用绳索工具进行开关操作,可靠性差。据此,研制了插管封隔器与多功能完井生产管柱。该管柱主要使用插管封隔器、插管密封总成、单向开关、坐封工具和解封打捞器相配合,完成不压井不放喷作业、负压采油、分层采油及分层措施等。应用表明,该生产管柱性能良好、技术先进,是实施不压井作业及酸化、试油、压裂等措施作业的有效工具。     

双向坐封插入密封封隔器的研制与应用

针对用于机械卡堵水和分层措施的丢手封隔器存在提前丢手、密封不严以及打捞起出困难等问题,研制了一种双向坐封插入密封封隔器。该封隔器采用液压双级浮动活塞双向坐封,工作压力达50 MPa,工作温度达150℃,下入、坐封丢手、密封及锚定安全可靠;顶部的打捞解封机构采取上、下独立的脱节式设计,上、下双向解卡解封,解封彻底且解封力小。现场施工67口井,均取得成功,封隔器坐封处最大井斜达62.25°,最大井深4 507 m,位移达2 718 m,最高井温达152℃,最长工作寿命超过2 a。现场应用结果表明:该封隔器下入丢手可靠、密封效果好、工作寿命长,满足分层采油和气举等工艺生产的需求。     

大规模压裂用Y344封隔器及工艺管柱关键技术

分层压裂时,K344封隔器解封只靠扩张胶筒的回弹力,胶筒回收不完全;Y241封隔器解封需要上提管柱、多个金属锚瓦的解封力累积效应导致解封困难。研制的大规模压裂用Y344封隔器采用弹簧自助解封机构、割缝中心管和压缩胶筒的结构形式,提高了下入、坐封和解封的稳定性和可靠性。该封隔器不需要节流压差坐封,提高了压裂施工的成功率;采用该封隔器设计的工艺管柱可实现不动管柱分6层大规模压裂施工。苏里格气田10口井的现场应用结果表明,大规模压裂用Y344封隔器及工艺管柱,施工成功率100%。该工艺适用于直井、大斜度井和水平井,具有良好的应用推广前景。     

冀东油田深斜井分层压裂管柱研究与应用

针对冀东油田目前压裂技术中存在多层笼统压裂,不能压开所有层,以及效果差、有效期短等技术问题,提出了不动管柱分级坐封、分级验封的分层压裂管柱的工艺理念,并开展了工艺技术、管柱结构及施工工艺研究。设计了不动管柱分级坐封、分级验封、分级解封、遇卡分级丢手分段打捞的液压压缩封隔器分层压裂管柱和不动管柱分级坐封遇卡分段丢手分段打捞的水力扩张式封隔器分层压裂管柱,形成了分级投球分层打开压裂滑套的分层压裂喷砂开关控制技术和分级解封、遇卡分级丢手分段打捞的安全解卡起出技术,实现了一趟管柱分级压裂多层,提高了分层压裂的效果,降低了压裂成本。113口井的现场应用结果表明,深斜井分层压裂管柱的原理可行、结构合理、工艺简单,满足了冀东油田高温高压深斜井分层压裂作业的需要。     

QHY341型压裂封隔器的研制及应用

为实现投入少、压开层位多的一次管柱多层压裂,研制了QHY41型压裂用封隔器。这是一种无支撑、液压坐封、上提管柱解封的压缩式封隔器,能满足中深油藏一次管柱分压三层的需要。封隔器采用双液缸压缩两级胶筒密封,最高耐压70MPa,在分解成两级使用时,单级耐压达到45MPa。喷砂滑套与封隔器主体连成一体,减少了施工时的沉砂量,不易造成砂堵。由于每个封隔器的解封距由上至下逐渐递减,多个封隔器的解封载荷始终相当于一个封隔器的解封载荷,有利于顺利解封。封隔器还有反洗功能,可保证不被砂卡。6口井共9个小层的分层压裂施工均获成功,但一次管柱分压3层以上的尚待试验。     

Y341—115多用途封隔器的研制

为了解决目前封隔器品种繁多、用途单一，给加工、组装、检验、使用、管理带来不便等问题，研制了一种可以用于注水、卡堵水、酸化、压裂的Y341－115多用途封隔器。它采用双活塞低压坐封，直接上提管柱解封，可根据需要进行反洗井，耐高温高压。并经室内试验和现场试验表明该封隔器坐封、密封、解封可靠，施工成功率达100％，是一种性能优良的封隔器。     

自验封可洗井封隔器的研制与现场试验

胜利油田分层管柱用的两种封隔器 (Y341— 112压缩式 ,K344— 114扩张式 )普遍存在坐封有效期短 ,且下井后无法验证封隔器的密封效果 ,为此研制开发了FXZ—Y341— 114自验封封隔器。这种封隔器主要由坐封、自验封、解封、洗井、密封和锁紧等部分组成。采用液压坐封和上提管柱解封方式 ,设计有自验封装置 ,实现了封隔器坐封与验封同步完成。正常注水时 ,可反洗井和检验封隔器的密封性能。 11口井现场试验表明 ,这种封隔器坐封和解封灵活 ,承受压差大 ,密封效果好 ,能满足分层注水工艺的要求     

无骨架内衬扩张式封隔器的研制与现场试验

为解决常规钢丝帘线或重叠钢片式扩张封隔器胀封承压后残余变形大、易卡管柱的问题,通过设计无骨架内衬扩张式胶筒,研制了无骨架内衬扩张式封隔器。该封隔器采用两端嵌套弹簧的方式来提高胶筒多次坐封的可靠性,在工作压差2.5~5.0 MPa下,胶筒可以充分胀封并可靠密封。室内试验表明,无骨架内衬扩张式封隔器在150℃下可以反复坐封/解封50次,双向承压85 MPa,解封后胶筒残余变形率小于1.5%。该封隔器在延长油田2口老井重复复压裂施工中进行了试验,其坐封显示明显,且在井内工作50 h多后,顺利解封,封隔器胶筒完好,外径仅由108 mm扩大至109 mm。研究结果表明,无骨架内衬扩张式封隔器封隔能力强,能重复坐封、解封,比常规扩张封隔器胶筒残余变形小,更易于解封起出管柱。      

Y341-115P洗井平衡封隔器的研制与应用

针对目前大多数油田分层注水使用的无支撑液压坐封封隔器反洗井时易解封造成管柱失效的问题,研制了Y341-115P洗井平衡封隔器。该封隔器由平衡机构、洗井机构、坐封机构、双级活塞安全及解封锁块、锁紧机构等组成。平衡机构在反洗井时抵消大部分作用在封隔件上向下的力,减小了解封剪钉的受力,增强了封隔器密封的可靠性。该封隔器在胜利油田现场应用了10口井,施工成功率100%,反洗井最高耐压达到26.5 MPa。现场应用表明,该封隔器结构合理、原理可靠,能明显提高反洗井耐压值和管柱分层注水成功率,延长管柱寿命,提高封隔器密封性能。     

K344型可控封隔器及压裂滑套研制

在分层压裂施工过程中,尤其是温度较高(≥150℃)的油气井,K344型封隔器容易发生失效。设计了K344型可控封隔器及压裂滑套。投1个球可实现对应的K344型可控封隔器和压裂滑套同时开启,其余封隔器不工作,减少了封隔器坐封、解封次数和工作时间,保护了胶筒,提高了封隔器的密封性能。     

深井多级分层酸化管柱研制

针对辽河油田大民屯低潜山碳酸盐岩深层、高温、高压的井况条件，研制了主要由Y511—102型酸化封隔器、Y541—102型酸化封隔器和滑套组成的深井多级分层酸化管柱。通过对该管柱所进行的单机性能试验、零部件性能试验和整机性能试验结果表明，该管柱坐封可靠、密封良好、解封顺利，可实现一次管柱分层酸化多层的目的，节约了酸化作业成本，提高了酸化处理效果。     

双胶筒封隔器的研究与应用

针对萨北油田目前注水井用封隔器普遍存在的洗井滑套胶圈过孔易被刮坏、洗井后洗井滑套不归位、封隔器坐封后有效密封面积小、解封机构不合理及解封成功率低等问题，研究应用了双胶筒封隔器。主要介绍了该封隔器的研究试验情况及其工艺特点，并通过对现场试验情况的分析，进一步阐明了该封隔器对于提高注水井密封率和注水合格率，降低作业施工难度方面的重要作用。     

BK361系列补偿式热采封隔器

为了降低注汽作业费用 ,减少操作步骤 ,研制了BK36 1系列补偿式热采封隔器。这种热采封隔器是在热敏金属扩张式封隔器的基础上改进而成的 ,同时结合了井下补偿器的工作原理 ,使其在注汽过程中既能密封油套环形空间又能起到补偿的作用。它具有坐封时间短 ,解封迅速可靠和密封效果好的特点。现场共计应用了 16 0套 ,平均坐封时间 16min ,平均注汽压力12 7MPa ,平均套压 1 9MPa ,平均井深 12 5 8 3m ,所有封隔器均顺利解封。     

大斜度井分注管柱长效密封与安全起下技术

为了满足冀东油田大斜度井长期细分注水工艺需求,调研了常规分注管柱在大斜度井中服役存在的问题:下管时锚定器易提前解卡、封隔器封隔有效期短以及起管时易解封失败等。鉴于此,研制了4种配套井下工具和1种分注管柱,包括防提前解卡的锁块式锚定器、保护封隔器胶筒的螺旋扶正器、提高密性能的长效密封封隔器和使分注管柱逐级解封、遇卡丢手的解封连通丢手接头以及大斜度井分注工艺管柱。现场应用结果表明:该技术下管作业成功率100%,封隔器的密封时效大于24个月;起管时管柱能够实现逐级解封、遇卡丢手,小修可完成起管。长效密封与安全起下技术适用于冀东油田大斜度井长期多级分注工艺。     

美国RTTS80 MPa封隔器在压裂改造中的应用

由于传统的压裂封隔器耐压低等原因 ,不能满足河南油田安棚新探区深层系油层现场压裂改造的实际要求 ,为此引进了美国哈里伯顿公司的RTTS封隔器。该压裂封隔器主要由坐封解封、换向扶正、密封和锚定 4部分组成 ,具有耐高温、耐高压、密封性能好、结构紧凑、锚定可靠和解封力小等特点。现场应用压裂施工 114井次 ,工艺成功率 96 % ,有效率 77 8%。     

密闭扩张式封隔器的研制及应用

针对扩张式封隔器在应用中存在压力波动及停注时自动解封,易造成各层之间窜通的问题,研制了K344(1)-112密闭扩张式封隔器。该封隔器在注水压力波动及关井停注时依然保持密封状态,解决了层间窜通问题。设计了2种解封方法:一是反洗井解封法,二是上提管柱解封法,方便实用。注水时封隔件轴向压缩,有效缓解胶筒端部应力集中,提高密封效果,延长封隔器使用寿命。该封隔器在胜利油田的53口分层注水井中进行试验应用,施工成功率100%。封隔器封隔可靠,可防止层间窜通。2种解封方式解封可靠,能满足反洗井和起管柱作业的要求。     

双胶筒封隔器的研究与应用

针对萨北油田目前注水井用封隔器普遍存在的洗井滑套胶圈过孔易被刮坏、洗井后洗井滑套不归位、封隔器坐封后有效密封面积小、解封机构不合理及解封成功率低等问题,研究应用了双胶筒封隔器.主要介绍了该封隔器的研究试验情况及其工艺特点,并通过对现场试验情况的分析,进一步阐明了该封隔器对于提高注水井密封率和注水合格率,降低作业施工难度方面的重要作用.     

一次多层压裂封隔器的研制及应用

通过优化封隔器的滑套尺寸、滑套喷砂体泄液面积、各级解封距、反洗通道等参数及采用双级胶筒密封设计,阐述了研制QHY341新型高压水力压缩式压裂封隔器的结构和原理。QHY341封隔器采用了分体组合、双液缸、双胶筒密封、直连喷砂体的结构设计,具有结构简单、坐封方便、逐级解封载荷轻、反洗通畅、易解卡、耐压差大、一次压裂多层等优点。截至目前已现场实施6口井共9层的压裂,施工均获成功。