注水井卡封洗井一体化工艺管柱应用分析

针对注水井卡封工艺存在反洗井时卡封失效的问题,研究了卡封射孔层、长井段和漏点3种卡封洗井一体化工艺管柱。对卡封射孔层工艺,采用Y111型封隔器与Y211型封隔器配套卡封射孔层上下点,用内径76mm油管连接2个封隔器,油管中设计有内径48mm小管,形成注水入井通道和反洗井夹层环空通道,实现非注水射孔层的卡封、注水和反洗井一体化工艺管柱。对长井段卡封工艺,采用Y445型封隔器与带转向和密封功能的YQ211型封隔器配套卡封上下点,用内径76mm油管与其中的小管形成注水入井与反洗井通道。对卡封漏点工艺,采用Y211型封隔器改制成YQF211型封隔器,把3个胶筒改为2个,并且放大2个胶筒之间距离,把循环通道做为反洗井通道,改制的YQF211型封隔器坐封后2个胶筒在漏点上下实现漏点卡封。3种卡封洗井一体化管柱在现场进行了41井次应用,反洗井过程避免了与卡封层段的影响,实现了高效安全注水与反洗井。     

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。     

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     

桥式偏心分层注水技术在大斜度井上的应用

为了将桥式偏心分层注水技术更好地用于大斜度注水井,在室内对其注水用配套封隔器、配水器及配套集流流量测试仪器进行了检测。检测结果表明,配套工具能够满足大斜度井井况要求,集流流量计可以进行定向井流量测试,但配套测试密封段在斜井中投捞时会产生较严重的磨损。根据室内研究结果及现场试验出现的问题,对测试密封段及集流流量测试仪器串进行了改进,采用改进后的软连接仪器串及压缩式测试密封段,试验中再没有发生卡钻事故,且使用过的测试密封段没有发生磨损。     

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。     

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。     

ZY754—5型封隔器的研制与应用

针对Y341－114型封隔器存在密封效果较差、有效期短、解封不彻底、反洗通道关闭不严和卡死等缺点，濮阳汇达集约工具厂研制了ZY754—5型封隔器。这是一种液压坐封、上提油管解封的水力机械压缩式封隔器。介绍了ZY754—5型封隔器的设计要点、工作原理和主要技术参数，叙述了室内试验和现场试验情况。28口井的现场试验表明，ZY754—5型封隔器克服了Y341—114型封隔器的缺点，在适应井径范围内可满足水井分注与卡漏的要求，坐封成功率和分注合格率为100％，有效期延长1倍以上。     

QHY341型封隔器及应用

QHY341新型水力差压式封隔器采用了分体组合式,双液缸,双级胶管密封,直接喷砂体的结构,具有结构简单,坐封方便,逐级解封,载荷轻且可靠,反洗通畅,易解卡,耐压差大等优点,满足中深井的一次多层压裂工艺的需要。     

Y341-114XF型注水封隔器的研制及应用

针对吐哈油田分层注水工艺管柱大多采用的Y341-115注水封隔器密封性差、工作寿命短、解封困难等现象，研制了Y341—114XF注水封隔器。该封隔器依靠管柱自重下放解封，解封更加可靠；胶筒肩部的保护装置既可保护胶筒又可提高其承压能力；反洗机构采用软密封，密封更加可靠；较大的内通径方便了投捞测试作业。64井次和176套封隔器的现场应用表明，该封隔器坐封、密封、解封可靠，耐压高，有效期长，施工成功率达100％，可适应深井高压分注的要求。     

分注井验封工艺技术在宝浪油田的应用

分注井验封工艺技术是由ZDLⅡ型三参数（压力、温度和流量）存储式电磁流量计、可变式开关密封段、小直径验封压力计三部分组成的验封检测仪器，下入偏心配水器中对多级封隔器实施动态检测验封。验封时密封段橡胶皮碗坐封于偏心配水器中令其上下水源隔断，通过地面控制注水闸门开或关一定时间，三参数仪器记录密封段上部与地面操作相关的压力、温度、流量变化关系，小直径验封压力计则记录密封段与所验封隔器下部相连通的地层压力变化情况。根据上、下压力计所记录的压力大小关系和密封段处的流量情况，检验井下封隔器密封好坏。经12井次应用，工艺一次成功率达99％。     

双压力计验封工艺的改进及应用

概述了偏心配水管柱双压力计验封工艺存在的问题:一是验封密封段密封圈易破损,座封可靠性无法验证;二是验封密封段没有泄流阀,解封时试井钢丝负荷大。对此,一方面采用三参数流量计代替上压力计,另一方面设计了泄流式验封密封段。改进后的仪器经现场应用8井次,效果良好。     

JDY341X-110大斜度井注水封隔器的研制和应用

为了解决南堡油田大斜度注水井在分注作业过程中封隔器起下困难及坐封、洗井过程中封隔器胶筒受力不均、蠕动变形严重的问题,对传统 Y341注水封隔器的结构进行了改进,采用抗高温高压密封元件,使封隔器更能满足斜井的工作条件和工作要求,并具备了重复坐封的能力。室内试验和现场试验表明,该封隔器可以满足大斜度井上高温高压注水要求,可在井斜在 50° ~70°的斜井上实现偏心定量分注。     

尾管悬挂器超高压封隔技术研究与实践

针对高压油气井常规尾管固井重叠段固井质量差的问题,研制了新型超高压封隔式尾管悬挂器。该悬挂器同时具有悬挂、封隔2种功能,能够有效地密封重叠段,防止油、气、水窜的发生。根据金属膨胀原理,设计了由金属和橡胶共同组成的密封组件,采用有限元方法分析了密封组件膨胀过程中的应力情况,在此基础上优化了结构设计,试制了样机,并进行了样机性能试验和现场试验。试验结果表明,该超高压尾管封隔悬挂器坐挂、坐封可靠,操作简便,且允许大排量循环,防止了常规结构存在的提前坐封现象,有效地解决了尾管固井过程中重叠段封固质量差的难题,具有极高的推广应用价值。     

潜油电泵金属波纹管储油腔设计及试验研究

胶囊式保护器在高温、腐蚀的油井中会发生老化和腐蚀,胶囊极易发生破裂,使井液进入电机,导致电机烧毁,严重制约了潜油电泵机组的推广应用。研制了耐高温、耐腐蚀的潜油电机保护器用储油腔,该储油腔采用金属波纹管结构。试验结果表明：金属波纹管储油腔不仅具有耐疲劳、耐腐蚀、耐高温的特性,而且能够满足电机油的膨胀收缩需求,完全可以满足潜油电泵机组的使用要求。现场应用表明：金属波纹管储油腔电机保护器可以使潜油电泵机组在高温油井中稳定运行,效果显著。     

超深井用偏梯形螺纹套管适用性研究

针对我国西部超深井固并使用的偏梯形螺纹套管发生螺纹连接处泄漏、接箍及管体破裂与变形等事故，对西部两口超深井在用和拟用的φ177．8mmx13．72mmV-150和φ177．8mmx12．65mmNK-T140两种规格BTC螺纹套管进行了管柱设计验证试验研究。试验条件模拟井下预期的载荷和压力，试验项目包括上卸扣试验、密封试验（介质为水和气两种）、强度极限试验（拉伸、水压爆破、压缩和挤毁）等。结果发现，这两种套管在密封性和强度等方面均与使用条件存在一定差异，特别是难以满足一些异常复杂超深井的要求。建议在高压超深井中用气密封性较好的特殊螺纹接头套管。对于异常高压超深井，在设计时应进行密封设计，对套管进行必要的密封和强度评价试验。     

水平井趾端压裂关键工具设计与试验

大牛地气田和东胜气田水平井采用连续油管底封拖动或桥塞泵送压裂工艺,趾端首段压裂施工时存在封隔器解封困难、电缆射孔施工工期长和费用高等问题。为解决这些问题,结合现场压裂工艺,研究了水平井趾端滑套分段压裂技术,研制了趾端延时滑套、密封锁紧座等关键工具,以满足水平井套管柱试压需求,实现水平井趾端免射孔全通径压裂。地面性能试验结果表明,设计的水平井趾端压裂关键工具能够实现压裂滑套定压延时开启、固井碰压锁紧密封等功能,趾端延时滑套爆破阀在压力达到82.0 MPa时启动,延时29 min后滑套完全打开,且滑套承压达到105.0 MPa;密封锁紧座与配套胶塞可实现碰压锁紧,反向承压能力达到52.5 MPa,具备现场应用可行性。水平井趾端压裂工具的成功研制,为今后替代水平井射孔作业、降低国内致密油气藏开发成本提供了技术支持。      

环空圈闭压力对水泥环密封失效的影响

针对深水高温高压井环空圈闭压力变化可能造成水泥环密封失效的问题,现有文献大多从现场管理措施及理论模型的角度进行研究。鉴于此,基于全尺寸水泥环密封完整性试验装置,模拟了环空不同圈闭介质形成的压力随温度的变化规律,提出了一种套管内采用硅酸铝复合隔热涂料控制环空圈闭压力的新方法,并通过窜流试验研究了不同流体圈闭压力对水泥环密封完整性的影响规律。研究结果表明:不同圈闭流体对温度的敏感性差异较大,盐水钻井液最为敏感,油基钻井液温度敏感性最小;环空圈闭压力对水泥环密封完整性影响较大,环空圈闭压力越大,水泥环气窜压力越小;套管内采用硅酸铝复合隔热涂料,可有效减少井筒约50%热量传递,增强了井筒防气窜能力,可以有效抑制环空圈闭压力,保障井筒安全。研究结果可为深水高温高压井环空圈闭压力的控制提供技术支持。     

无土相漂珠钻井完井液体系在DP3井水平段的应用

为了增加泄气面积,了解盒3气层的自然产能,在大牛地气田盒3气层实施了DP3井水平井钻井工艺试验。为了有效保护气层,在DP3水平井水平段采用水基欠平衡钻井,循环介质采用无土相漂珠钻井完井液体系,该体系特点是通过减轻剂—玻璃微珠降低钻井液密度实现欠平衡钻井,有效保护储层。现场应用表明,无土相漂珠钻井完井液体系基本满足了安全生产的要求,实施了平衡钻井技术,部分井段实现了微欠平衡钻井,有效地保护了储层,很好地解决了水平井段的携带岩屑、固相控制、润滑防卡、井壁稳定、储层保护等技术难题。后期测试无阻流量达到6.34×10~4 m~3/d。     

弹簧比压对平衡型机械密封基本性能的影响

弹簧比压是形成机械密封端面密封比压的重要组成部分。分析了弹簧比压对平衡型机械密封摩擦特性和密封性能的影响,利用自行研制的动态下弹簧比压可控机械密封试验装置对平衡型机械密封进行了试验。研究表明,弹簧比压不仅使机械密封端面贴合,而且会使得粗糙端面的接触点产生变形,形成较小的密封间隙。对于平衡系数与膜压系数相近的机械密封,弹簧比压对泄漏量的影响明显增大。尽管弹簧比压的变化有时不足以改变机械密封的端面摩擦状态,但随着弹簧比压的增大,摩擦副之间的润滑介质相对减少。兼顾摩擦特性和密封性能两方面的要求并正确选择弹簧比压,是使机械密封处于最佳工作状态的要点。     

冀东油田水平井钻井液技术

针对水平井钻井要求和冀东油田的地层特点,采用强包被、强抑制、强封堵的技术措施,定向井段和水平井段采用聚磺硅氟乳化原油钻井液.该钻井液中PMHA与JGYJ配合使用进一步提高抑制泥页岩水化分散的能力;GT-98、KJ-1与NPAN复配使用可以降低高温高压滤失量,改善泥饼质量;QSAM-K、YL-1与JGWJ复配使用可以提高钻井液的封堵能力;MMH可改善悬浮携带能力,添加了不同粒径的超细碳酸钙和软化点与油层温度相匹配的沥青类材料,对油层孔隙进行快速封堵,避免液相和固相对油层的损害.现场应用表明,该钻井液具有较强的防塌能力、清洁井眼能力和润滑防卡能力,解决了上部地层和水平井段砂岩储层的井塌以及大斜度井段、水平井段的携砂、润滑问题和疏松砂层油层保护问题,完全满足了冀东地区垂深小于3000 m水平井的钻井需要.