水平井固井液压扶正器的研究与应用

水平井固井时套管往往偏向下井壁,居中度差,固井后形成的水泥环薄厚不均,导致水平井固井质量差,严重制约了水平井优势的发挥。现场多使用扶正器来提高套管居中度,但是常规扶正器存在外径大、下入困难、破坏井壁的问题,为此专门研制开发了水平井固井液压扶正器。该工具原始外径小、下入安全,膨胀后外径大、扶正能力强,能够显著提高水平井套管的居中度,扶正器上的扶正片能够对固井水泥浆产生扰流作用,大大提高了水平井的固井质量。该类扶正器现场应用简便,不影响正常的施工程序,在胜利油田进行了多口井的现场应用,效果显著。     

水平井及大位移井液压扶正器的研制与应用

针对水平井及大位移管柱受重力效应影响,造成套管不居中,封隔器胶筒受力不均,密封性能下降,不能长期有效分隔水平及大位移井层段,特别是对固井质量不合格的低渗透和页岩油气藏无法进行压裂改造的问题,研制了液压扶正器。通过地面模拟试验,现场试验及应用,该工具坐封扶正时能确保水平及大位移井管柱处于居中位置,保证了封隔器的密封性能,在水平井及大位移井中使用液压套管扶正器,可减少套管磨损,使套管居中,有效分隔目的层,提高顶替效率,改善固井质量。     

小井眼侧钻水平井液压套管扶正器研制与应用

针对冀东油田?139.7 mm套管开窗小井眼侧钻水平井采用常规的弹性和刚性扶正器套管居中度不易保证,造成水泥环厚度不均、固井质量较差等问题,研制出了一种液压刚性套管扶正器。该扶正器由多级活塞、扶正爪、锁紧机构等组成,通过液压作用于多级活塞,推动锥体撑开刚性扶正爪,强制扶正套管居中。目前在冀东油田?139.7 mm套管开窗小井眼侧钻水平井应用了5口井,现场应用表明,固井成功率为100%,侧钻水平段固井优质率98%以上,应用效果良好。该扶正器具有外径小、液压启动、刚性扶正套管的特点,为提高冀东油田小井眼侧钻水平井套管串的居中度,改善固井质量,提高开发效果、延长生产寿命提供了技术支持。     

液压式套管扶正器在侧钻水平井中的应用

常规侧钻水平井造斜段及水平段完井管柱居中困难,导致固井水泥环厚度不均,质量较差,易发生出水、出砂等问题,进而致使侧钻水平井生产寿命较短,严重影响了单井产量。现场多使用扶正器来提高套管居中度,但是常规扶正器存在扶正效果差、破坏井壁等问题,为此研制了液压式套管扶正器。该工具原始外径小、下入安全,膨胀后外径大、扶正能力强,能够极大地提高侧钻水平井完井管柱的居中程度,改善固井质量,延长侧钻水平井的生产寿命,提高产量和效益。该类扶正器现场应用简便,不影响正常的施工程序,在辽河和冀东油田进行了多口井的现场应用,效果显著。     

在水平井、大位移井中选用合适的套管扶正器

在水平井、大位移井中选用合适的套管扶正器不仅能使套管顺利下入,而且能确保套管在井眼中的居中度,提高固井质量。介绍了几种新型的套管扶正器,并介绍了国内外在水平井、大位移井固井中使用的套管扶正器的性能特点及应用情况,得出了常规的套管扶正器很难满足水平井、大位移井需要的结论。     

水平井固井液压式套管扶正器的改进与应用

针对水平井液压式套管扶正器在应用过程中发现的扶正片撑开后影响环空过流面积、活塞二次运动导致密封失效等问题,对液压扶正器的结构进行了改进,并进行了相关的地面实验。为了完善套管居中井下配置工具,研制了与液压扶正器配套使用的球座,液压扶正器下到位后,先投球打开液压扶正器,再进行循环作业,可充分清洗井眼,提高固井质量。改进后的液压扶正器在非常规水平井中应用了4井次,平均每口井应用32只,固井及压裂过程均未出现密封失效现象,固井质量良好,表明改进后的液压扶正器更适应于非常规水平井固井作业。     

在水平井、大位移井中选用合适的套管扶正器

在水平井、大位移井中选用合适的套管扶正器不仅能使套管顺利下入,而且能确保套管在井眼中的居中度,提高固井质量。介绍了几种新型的套管扶正器,并介绍了国内外在水平井、大位移井固井中使用的套管扶正器的性能特点及应用情况,得出了常规的套管扶正器很难满足水平井、大位移井需要的结论。     

国内水平井固井技术及发展

受水平井客观条件的影响,水平段的套管扶正问题,水平井的水泥浆体系设计问题,都是水平井固井的最大难点,也是影响水平井固井最关键的因素。国内水平井固井技术在“八五”研究成果的基础上,理论研究和施工技术方面又有一些拓展和完善,形成了一套较为成熟的水平井固井综合配套技术。对国内外水平井固井工艺技术进行了全面、细致的凋研,介绍了国外水平井和大斜度井固井工艺、水平井和大斜度井水泥浆参数设计、井眼清洁、套管扶正、固井新技术、新工具等,以及现场应用和效果,可供现场工程技术人员借鉴,以提高国内水平井固井上艺技术和整体效益。     

液压扶正器在胜利油田非常规油井固井中的应用

为提高胜利油田非常规油气区块水平井水平段的固井质量和压裂效果,针对该类水平井水平段应用常规刚性扶正器时套管下入困难、居中差等问题,研制开发了内置滑套式、易下入、能撑开防止退、扶正力强且满足非常规油气区块高压压裂的φ139.7 mm液压扶正器。采用双级球座+液压扶正器套管组合、投球胀封的方式,同时对液压扶正器管串的下入摩阻、固井质量进行了分析。该液压扶正器在胜利油田非常规油气区块进行了现场应用,结果表明,带液压扶正器完井管串的下入摩阻小于带刚性扶正器完井管串的下入摩阻,提高了水平段的固井质量,可为非常规油气井固井提供技术支持。      

液压扶正器在胜利海上油田的首次应用

KDX474井是胜利海上一口5段式大斜度定向井,二开过程中,卡钻事故的处理直接导致井眼的全井扩大率在29.2%(平均井径311.8mm)以上。5段式和大井眼给固井工作带的严重挑战,为确保套管顺利下入以及提高套管居中度,使用了液压扶正器。该工具原始外径小、下入安全,采用双级定压球座+液压扶正器套管组合,投球胀封的方式。膨胀后外径大、扶正能力强,能够极大的提高下入套管柱在大井眼中的居中度,并且下入井段的固井质量也充分证明了液压扶正器的良好效果。     

水平井固井技术新进展

随着水平井、大位移井在世界范围内的广泛应用，水平井、大位移井的位移量在不断增大，简单的裸眼完井已不能满足工程的需要。与直井相比，水平井固井面临着自由水的控制、钻屑清除、管柱居中等不利因素，难度较直井大。为此，介绍了国外针对水平井固井技术难点所采取的特殊工艺和装备。     

胜利油田沙河街组页岩油水平井固井技术

胜利油田沙河街组页岩油水平井固井时存在套管居中和安全下入难度大、水泥浆性能要求高和油基钻井液驱替困难等技术难点,为此研发了两亲冲洗隔离液体系、优选纤维膨胀水泥浆体系和塑性胶乳防窜水泥浆体系,并采取应用整体式弹性套管扶正器、偏心导向引鞋、漂浮顶替技术和环空加压等固井技术措施,初步形成了胜利油田沙河街组页岩油水平井固井技术...     

单双弓形弹簧片套管扶正器性能对比

弓形弹簧片套管扶正器是使用量最多的套管附件,其中单弓形弹簧片套管扶正器是使用最普遍的;双弓形弹簧片套管扶正器是单弓形的变异,它具有弹性扶正器的优点,又有刚性的特点。双弓形弹簧片套管扶正器是斜井、水平井理想的套管扶正工具。     

浮力作用对大斜度井套管居中度的影响

准确了解套管内外密度差所产生的浮力对套管居中度的影响对于大斜度井合理安放扶正器,降低套管下入风险具有重要的意义。通过对扶正器受力分析模型进行修正,建立了套管内外密度差对套管居中度的影响图版,同时考虑顶替过程中套管内外密度差随时间变化情况,形成埕海油田大斜度井套管扶正器安放方法。计算结果表明,埕海地区扶正器安放间距分别为30 m、20 m、15 m时,通过浮力作用使套管居中度最大可增加36.4%、19.6%、12.2%,井斜角越大、套管内外密度差越大,居中度变化值越大。扶正器安放间距为10 m时,浮力作用减弱,居中度变化值最大仅为6.2%。研究结果表明,扶正器安放间距、井斜角的正弦值、套管内外密度差与浮力作用下的居中度变化量呈三次多项式的非线性正相关。ZH29-30井实践表明,考虑浮力作用的套管居中度设计方法,可以有效提高固井顶替效率,保证套管安全下入。