智能完井液控滑套开关压力设计与验证

液控滑套是智能完井系统中的核心工具,通过滑套开、关及开度变化控制不同层段的产液量。如何计算设计开关压力是智能滑套设计中需要解决的重要问题。论文分析了智能滑套开关压力与摩檫力的关系,并分析了影响摩檫力的主要因素,通过计算分析推导了滑套开关压力的计算公式,并计算了自行研制的液控滑套的开关压力。通过多次实验验证,理论计算和测得的滑套平均开关压力仅相差4%,验证了计算分析的准确性,对后续液控滑套的优化设计和智能完井系统在国内外油气田的应用具有参考意义。     

智能完井井下智能滑套位移监测系统研制

针对我国油气田液控式智能滑套技术存在缺陷、严重制约其应用与推广的问题，研制了一种可以实现滑套位移精准测量的监测系统，并进行了工程样机研制及现场试验。该监测系统根据非接触式线性可变差动变压器式监测原理设计。研究与试验结果表明：该监测系统实现了液控式井下智能滑套开度精准监测，使液控式智能完井可以对井下智能闭环调控产量精准控制；监测系统采用同心线性结构，可以与现有的液控式智能滑套连接，无需对现有滑套进行结构修改；可以使液控式井下流量控制阀省去J形槽往复式机械定位机构，简化了地面液压控制操作流程；滑套位移监测精准，单芯电缆信号传输稳定。所得结论可为实现完井井下滑套闭环智能控制提供技术支撑。     

智能完井井下液压控制系统关键技术研究

智能完井系统通过传感器和地层滑套开关实现了对产液层的监测和控制,对油层实现了多层合采、层间优化、单采等多种模式的切换。介绍了国际上通用的智能完井井下液压控制系统,并结合分层开采智能完井的技术要求,提出了一套智能完井井下流量控制解码器的设计方案,通过操纵井下多目的层滑套的开关从而实现分层选择和控制。设计的数字液力解码器利用3条液压管线可实现最多6个生产层滑套的控制。该方案简化了现场安装液控管线的操作,有助于推动智能井配套工具的标准化。     

海上油田注水井液控式环空安全封隔器的研制与应用

针对埕岛油田现有环空安全封隔器无洗井通道因而难以满足开发要求的问题,在分析国内外环空安全工具优缺点的基础上,研制了具有2条独立液路（分别控制洗井和坐封机构）的液控式环空安全封隔器。该封隔器的顶部液路控制洗井机构,液压强制开启洗井,液控管线泄压后由双重弹簧控制滑套,强制关闭;中部液路与底部液路相通,控制该封隔器与管柱油层部位的分层液控封隔器同时坐封;该封隔器设计有坐封锁紧机构,在紧急情况下,液控管线意外泄压胶筒也不回缩,以达到控制环空安全的目的。基于三维井眼中管柱受力分析计算模型,根据环空安全工具的下入深度,确定了洗井结构中心管的抗拉强度,并对液控式环空安全封隔器的性能进行了分析验证。该封隔器在42口注水井进行了现场应用,结果表明,完成坐封后的滑套多次洗井作业,套压始终为0 MPa,可有效保护海洋生态环境。研究认为,液控式环空安全封隔器不仅可以解决埕岛油田现有环空安全封隔器无法解决的问题,也可以满足其他海上油田安全环保开发的要求。      

八面河油田套损原因浅析及防治对策

随着油田开发的不断深入,八面河油田套损井呈逐年递增的态势,成为制约油田稳产和高效开发的不利因素.从油藏地质及石油工程的现状进行了对比分析,发现地层出砂、馆陶组特殊地层、固井的质量方式、井身结构、频繁作业、蒸汽吞吐开采和油井产出液介质对套管的腐蚀都是影响套管使用寿命的重要因素.针对这些影响因素,根据目前现有的实际生产技术条件,从钻井设计、完井、工艺措施、生产等方面制定防治对策.开展套损防治,使套损井数得到有效控制,呈现出下降趋势.     

固井滑套新工艺在自203井的应用

自203井是威远构造上龙马溪组页岩气开发井,为验证井筒完整性和提高完井时效,采用延时压差固井滑套和投球固井滑套的新工艺。针对套管串刚性增加、延时压差固井滑套压力限制、飞镖胶塞水平段启动排量大的特点,采取了3个扶正器的通井组合、施工压力控制、连续顶替施工措施,套管串顺利下到位,固井成功碰压。完井时套管串进行试压,延时压差固井滑套和投球固井滑套顺利开启,解决了验证井筒完整性与提高完井时效的问题,为高效开发页岩气提供了有益参考。     

海上油田液控智能采油工艺研究

海上油田开发以水平井大斜度井居多,开发井层数多,层间矛盾大。针对目前开发方式无法实现对油层进行精细开采的现状,提出了海上油田液控智能采油工艺技术。该工艺利用八挡位井下液压滑套配合液压解码器可以实现多层的精细开采,同时设计的水嘴结构可以实现多层流量精细的调节与大产液量的调节。井下液压解码器利用排列组合的原理,在降低管线数量的同时,实现了井下层位的选择与高压控制液引导,并通过计算管线摩阻,为现场管线的选择提供了理论支撑。试验结果表明:油嘴结构可以实现0~800 m 3/d的精细调节;井下液压滑套换向功能可靠,换向压力稳定在2 MPa左右,可实现0~2800 m 3/d的产量调节。该工艺不受水深和井斜等限制,最多实现了6层井的精细开采,提高了作业效率,可为海上油田精细化开采提供技术保障,同时也可为深水油田的开发提供技术储备。     

水平井滑套完井管柱井筒压降预测方法与应用

为解决滑套完井管柱水平井流入动态预测难题,基于自主研制的生产井筒流动物理模拟装置,开展了不同井筒主流和孔眼入流条件下滑套完井管柱井筒内的油、水单液相流动测试,建立滑套完井管柱井筒水力摩阻系数计算式与压降方程,研究井筒压降分布与流入动态特征的关系,并在番禺油田进行应用。结果表明：对于滑套完井管柱,滑套开孔、孔眼入流产生的附加阻力远大于滑套开度,约占总压降的10%～70%;在层流条件下,滑套开孔和孔眼入流对井筒主流都起阻碍作用;在湍流条件下,滑套开孔起阻碍作用,而孔眼入流起减阻作用;建立的水力摩阻系数表达式与压降方程误差小于1.00%,能够有效表征滑套开孔、孔眼入流等因素产生的附加阻力。研究成果可用于预测油井流入动态,为滑套完井管柱滑套开度的调节提供指导。     

中东地区GA井实时监测完井工艺技术

为实时监测中东地区GA井存在生产层流体情况,提出一种常规完井和实时监测相结合的完井方案,可在生产过程中将两个生产层适时分采和合采。通过打开和关闭生产层滑套和投捞堵塞器,实现对目的层逐层和两层合并测试,分别取得地层压力、流体温度等数据及两个产层流体样品,与实时监测数据进行对比,两套数据基本吻合,其中压力平均相差0.01 MPa,温度平均相差0.5℃。该工艺验证了实时监测技术与完井工艺结合的适用性,为制定油田开发方案和增产措施提供了可靠依据。     

海上油田电控液驱分层注采系统研究

为保障精细分层开采工艺可靠性及实现井下参数的测试,根据电控设备快速、集成化及液压设备稳定性好、扭矩大的特点,开发了一种电控液驱分层注采控制系统。详细阐述了控制系统、电控解码监测装置与液压驱动多级滑套等重要部件的工作原理、结构组成及技术特点,进行了电控液驱分层注采现场选井设计。研究结果表明：该控制系统实现了井下大于6层注采层位快速、可靠的控制及参数监测;电控解码监测装置解码响应时间由纯液控的5 min降至毫秒级,单层液控滑套的调整时间由20 min缩短至1 min以内;设计的液压驱动多级滑套采用旋转换挡形式,可以实现8个开度的精细调节,配注量最大误差为5%。研究结论可以为油藏开发决策提供技术参考。     

海上油田井下液控解码技术

海上油田开发以水平井大斜度井居多,开发井层数多,层间矛盾大,需要对层间生产动态进行实时控制。井下液压分层控制方式具有可靠性高、动作力大的特点,但受管线数量影响,工艺适用层数受限。通过井下解码技术减少了多层控制管线数量,提高液控工艺适用性。研制的井下解码器采用滑阀结构形式,通过不同管线压力序列,实现了层位的识别和压力液的引导,利用3条管线可以实现井下6个层位的控制,满足了分层精细化控制的需求。实验结果表明,在指定的管线接入顺序下,解码器只能在指定的压力序列下打开,保证层间互不干扰。同时对液压油传导时间进行了实验验证,在20 ℃环境下,采用壳牌得力士22号液压油,在3 000 m长,直径6.35 mm液控管线中,5 MPa液压油传导至末端时间约为240 s,为井下液控滑套的控制提供了理论基础。     

埕岛油田提液开发阶段采油工艺的应用与发展

埕岛油田随着开发的不断深入,过低的采油速度与平台、管网寿命之间的矛盾已经成为开发过程中的首要问题.为此进行了"埕岛油田馆陶组开发中后期提液工艺配套技术研究"课题攻关,在注水工艺、机采工艺、完井方式、防砂工艺等多个方面都进行了新技术的研究和应用.介绍了液控式分层注水工艺、水平井钻采一体化裸眼完井工艺、滤砂管防砂、砾石充填防砂、压裂充填防砂等防砂工艺的应用与发展情况,以及海上稠油冷采配套技术、堵水调剖工艺应用情况.提出了埕岛油田采油工艺下一步发展方向.这对于埕岛油田的后续开发及其他类似海上油气田的开发具有一定的借鉴意义.     

智能完井井下流量阀液压控制系统设计

智能完井系统通过对井下产层流体参数的监测和控制,可以实现多层合采、层间优化、单采等多生产模式的任意切换。目前提供智能完井服务的公司都推出了以液压驱动为主要控制形式的井下流量阀控制系统,并在油田生产中成功应用。结合智能完井的技术要求,提出了一套井下流量控制液压系统的设计方案,可实现井下多目的层的分层选择和控制,利用3条控制管线,即可实现目前油田生产所需的2～6层的开发需要,可以减少安装过程中连接穿越管线的繁琐工作,为智能完井配套工具的标准化提供了支持。     

筛管悬挂防砂工艺在浅层稠油注蒸汽开发中的试验研究

方法采用筛管悬挂防砂管柱工艺对克拉玛依六、九区浅层稠油进行砂控研究。目的合理控制浅层稠油注蒸汽开发中严重出砂问题。结果筛管悬挂防砂工艺在六、九区已经形成了一套较为成熟的砂控技术，它较砾石填充工艺简单，不必配用复杂的地面设备及各种施工用车以及费用较高的携砂液。结论筛管悬挂防砂管柱是一种适合浅层调油注蒸汽开发的防砂措施，对低产能油田尽快收回投资是一种行之有效的防砂工艺。     

青海油田致密油水平井钻完井技术初探

致密油的开发在国际,国内各油田均已成为一个热点的名词,本文主要从致密油的钻井技术-即主要是水平井钻井技术;完井技术-即主要是采用裸眼封隔器分段,投球打开滑套的方式,实现多级压裂完井一体化完井方式。采用TAP阀滑套完井完井方式等两个方面探讨致密油在青海油田的首次应用情况。为以后青海油田致密油的开发做一些技术储备。     

深海浅层非成岩天然气水合物喷射破碎压控滑套的研制

为了解决海洋天然气水合物固态流化开采过程中射流喷头作业过程不可控、不可重复使用且需要多次起下钻柱等问题，基于节流压降原理与天然气水合物固态流化开采工艺，针对深海浅层非成岩天然气水合物的特点，设计出了一种可控制射流喷头开启与关闭且作业过程不受水深和井深影响的压控滑套，并对其进行了仿真分析与室内实验评价。研究结果表明：①所研制的压控滑套入口处锥面角度越大，滑套所产生的压降与轴向力越大，但钻井液对锥面的冲蚀越严重，因此综合考虑上述因素，滑套锥部角度选择30°为最佳；②钻井液通过滑套的流量越大，滑套内部产生的压降与滑套轴向力越大；③验证实验表明，在钻井液的作用下滑套能够滑动并开启射流喷头，喷头的全开启流量为833 L/min，与设计流量的误差值为4.13%；④试压实验表明，压力滑套内部压力的变化不能驱使滑套运动，有效地验证了其工作状态不受环境压力的影响。结论认为，该工具的研制和应用将有助于促进海洋天然气水合物固态流化开采技术的进步。     

赛汉油田开发中的完井与射孔技术

开展完井与射孔技术研究工作，提高完井与射孔质量。方法：针对汉油田的地质特征和开发方案要求，对完井方式，井身结构，套管柱强度进行优化设计，采用”射孔井优化设计软件“优选射孔参数，射孔及射孔液等。结果：通过几年来的开发实践证明，该项技术的应用能满足油田开发生产需要，较好地完成了开发方案规定的各项指标。     

Ahdeb油田水平井控水完井及一体化耦合模型

Ahdeb油田上部主力层系采用水平井注采井网开发，前期取得了较好开发效果，但开发过程中部分井组稳产与高含水矛盾日益突出，亟需开展水平井调流控水研究。针对Ahdeb油田这类边水或注入水在高渗层或断层裂缝带突窜引起的水平井见水，基于不同钻遇储层特征，形成了水平井控水完井分类治理方案，并建立了一套同时适用于盲筛分段组合、中心管和ICD控水完井工艺的井筒-油藏一体化耦合数值模型。该模型重点考虑了水平井筒受多种作用力下的变质量流动过程，提高了单井的模拟和实际含水率匹配度。研究表明：对于根部见水的水平井，ICD完井及中心管完井均有较好控水效果，含水率从49.8%分别下降至37.8%和35.0%。完井控水装置的限流范围应略大于出水井段，才能有效控制含水率。调流控水装置下入时机应选择在水平井见水前，能够最大程度降低整个生产过程中的含水率，从而提高单井累产油量。     

渤海特高孔渗储层控水防砂一体化完井技术

渤海BN油田的特高孔渗疏松砂岩油藏储层非均质性强,生产井出水、出砂问题严重,而现有各自独立设计实施的控水和防砂工艺存在设计实施繁琐、控水防砂效果差等问题。为此,在连续封隔体控水完井技术的基础上,根据地质工程一体化的思路,给出了优选连续封隔体颗粒粒径、设计ICD筛管控流强度及优化配置ICD筛管的方法,形成了适用于渤海特高孔渗储层的防砂控水一体化完井技术。BN油田3口井进行了控水防砂一体化完井技术试验,与邻井相比,单井无水采油期平均延长187 d,初期含水率远低于预期含水率,井口无砂时间明显增长,其中BN-D4H1井井口无砂时间长达889 d。现场试验结果表明,防砂控水一体化完井技术可以满足BN油田控水、防砂的双重需求。     

智能完井技术与装备的研究和现场试验

智能完井技术是一项集动态监测、实时控制与生产优化为一体的系统技术,在复杂结构井、油气藏复杂井和海上油气井的优化生产、控制开采、减少修井作业及提高采收率等方面具有显著的优势。在介绍智能完井技术的工作原理、装备结构和特点基础上,重点就研制的关键技术装备,包括井下多级液控遥控阀、穿越式封隔器、动态监测系统等进行了阐述。现场试验结果表明,研制的智能完井系统可以实现井下动态实时监测及各层段流量控制,井下液控阀可以实现遥控功能,多级调节流量的效果明显;光纤动态监测系统读取数据准确、稳定、可靠,满足现场要求;智能完井管柱顺利下井并投产,完井工艺通过了现场检验。