复杂井裸眼中测失败原因分析及改进措施研究

复杂井裸眼中测经常出现工具弯曲、掉胶筒、掉胶筒骨架等问题，分析认为这主要与工具制造、管串配置、胶筒材料及加工工艺、胶筒、骨架及测试压差的选择有关，从而提出了裸眼测试工具、管柱组合、测试参数选择的原则，指出应以井下管柱与工具、封隔器胶筒、胶筒骨架强度安全为前提确定允许的最小测试压差。塔河油田多口井采用改进的中测工艺均取得了良好的效果，未出现封隔器落井、工具损坏等事故。     

高温高压裸眼封隔器的改进及应用

塔河油田奥陶系油藏井深、高温高压、高含硫化氢特点给井下工具带来很多挑战,特别是裸眼封隔器胶筒在高温条件下容易发生老化,导致裸眼封隔器座封失败。经调研及实验论证,改性氢化丁腈材质橡胶在高温及H2S腐蚀条件下具有优良的性能。采用改性氢化丁腈橡胶胶筒,并对胶筒结构进行了优化的LXK344-128裸眼液压封隔器,在TH12421X井152℃/6697.14m井况下首次坐封成功,保证了酸压施工的顺利进行,并且在TP111井再次刷新塔河油田裸眼封隔器最高井温和最大下深记录152.18℃/6734.87m,实现了性能优于PIP、PDP封隔器的高温高压裸眼封隔器国产化,填补了塔河油田高温高压裸眼封隔器的空白。     

水平井分段压裂裸眼封隔器的研究与应用

为了能更有效地利用水平井裸眼完井压裂技术开发苏里格低渗透气田,自主研发了水平井分段压裂配套工具。裸眼封隔器是其重要组成部分,其性能直接影响压裂施工的效果。针对现场实际情况,设计了开启阀式裸眼封隔器,封隔器开启压力可根据施工井情况进行调节,有效防止了下井过程中封隔器提前打开坐封。密封胶筒采用单流阀设计,可以保证胶筒充分膨胀,加强密封效果。该封隔器采用扩张式胶筒结构,配合悬挂器、投球滑套、压差滑套、坐封球座等工具在苏里格地区进行了4口水平井的成功应用,证明能满足水平井分段压裂工艺管柱要求,为水平井裸眼完井分段压裂能顺利进行提供了技术保障。     

裸眼压裂封隔器胶筒结构的数值优化研究

针对裸眼压裂封隔器封隔性能有待进一步提高的问题,对4″-142裸眼压裂封隔器胶筒与井壁的接触压力进行了数值模拟计算,并对裸眼压裂封隔器胶筒结构提出改进建议。研究表明,裸眼压裂封隔器胶筒工作时主要承受压应力,同等条件下第一个胶筒与井壁的接触压力最大,最大接触压力位于胶筒中部;裸眼压裂封隔器采用双段双胶筒、单个胶筒长度为100.8 mm、防突角为150°的结构时具有更好的封隔性能。     

裸眼中测封隔器胶筒骨架材质与力学分析及其改进

针对裸眼中途测试封隔器胶筒骨架落井现象,在对压缩式裸眼测试封隔器胶筒骨架材质分析的基础上,运用有限元方法对胶筒骨架应力和变形进行了分析,并以胶筒骨架强度安全为前提提出了裸眼中测允许测试压差的计算方法。分析结果表明,"细脖子"与扣盘结合处应力最大,最易损坏;球墨铸铁虽有较高的强度和韧性,但脆性较大,在较大冲击载荷下易损坏。为此,提出用强度更高且易磨的优质合金结构钢35CrMo取代球墨铸铁作为胶筒骨架材料,并在胶筒骨架与橡胶接触部位加工了特殊形状的容胶槽,从而提高了胶体与胶筒骨架的结合强度。     

裸眼中测封隔器胶简骨架材质与力学分析及其改进

针对裸眼中途测试封隔器胶筒骨架落井现象，在对压缩式裸眼测试封隔器胶筒骨架材质分析的基础上，运用有限元方法对胶筒骨架应力和变形进行了分析，并以胶筒骨架强度安全为前提提出了裸眼中测允许测试压差的计算方法。分析结果表明，“细脖子”与扣盘结合处应力最大，最易损坏；球墨铸铁虽有较高的强度和韧性，但脆性较大，在较大冲击载荷下易损坏。为此，提出用强度更高且易磨的优质合金结构铜35CrMo取代球墨铸铁作为胶筒骨架材料，并在胶筒骨架与橡胶接触部位加工了特殊形状的容胶槽，从而提高了胶体与胶筒骨架的结合强度。     

含疏砂槽结构的裸眼封隔器减阻效果实验

在裸眼水平井分段压裂过程中,裸眼封隔器下入裸眼水平井段时会与岩屑床接触,一方面下入的摩擦阻力逐渐增大,另一方面堆积在封隔器前方的岩屑容易引起砂卡且封隔器胶筒被岩屑磨损,有可能造成坐封性能下降甚至封隔失效。为此,设计并制作模拟实验装置,研究岩屑床对封隔器下入裸眼水平井段过程的影响,再根据实验现象对原有封隔器结构进行设计改进,设计了应用于裸眼封隔器的疏砂槽结构。实验结果表明:①在裸眼封隔器下入过程中,封隔器会被砂堆支撑起来,使其与上井壁接触,造成摩阻力的急剧增大进而发生砂卡,且封隔器所受摩擦阻力随下入位移和岩屑含量的增加而增大;②添加疏砂槽结构后,岩屑从疏砂槽流过,减少封隔器前端的岩屑堆积,减小封隔器通过井眼的摩擦阻力,从而减轻胶筒磨损;③改进封隔器模型的疏砂槽个数对疏砂减阻效果影响显著,该实验条件下疏砂槽个数为5时,疏砂效果为最好。结论认为,该研究成果为裸眼封隔器相关结构进一步优化提供了研究思路和室内实验依据。     

超深裸眼注水封隔器的研制与应用

针对塔河油田碳酸盐岩油藏实施分段注水存在的问题,以及常规裸眼封隔器在超深裸眼分段注水工艺中存在的不足,在裸眼封隔器工作方式优选的基础上,选择K341裸眼注水封隔器方案。介绍了K341裸眼封隔器的结构和工作原理,对封隔器的胶筒、坐封机构、胶筒密闭/锁紧机构、解封机构和平衡机构等进行了结构设计,优化了K341裸眼封隔器的结构。同时为防止套管腐蚀,在分注管柱结构中增加了1级套管封隔器,并在管柱中加安全接头。2口裸眼分层注水井现场试验都取得成功,验证了超深分注管柱与裸眼封隔器的可靠性和安全性。     

裸眼中测压缩式封隔器胶筒材质与力学分析及其改进

针对中途测试掉胶筒的问题，首先检验了现用裸眼压缩式封隔器胶筒的理化性能，对掉井概率最高的压缩式封隔器胶筒的材质和应力进行了分析，在此基础上，改良了胶筒材质及成型工艺，以胶筒强度安全为条件提出了裸眼中测允许测试压差的计算方法。检验表明，现用丁睛橡胶制作的、用裹胶方式模压成形胶筒的拉伸强度与扯断伸长率达不到标准要求；用改进氟橡胶制作、用注胶方式模压成型胶筒的各项指标都高于标准要求，最高耐温达到190℃，最大工作压差70MPa，优于用丁睛橡胶制作的胶筒。用改进材料制作的胶筒，在允许测试压差范围内下井使用，未发生掉胶筒事故，基本解决了裸眼中测胶筒损坏的问题。     

经验点滴

1.中途裸眼测试口袋过长时:(1)对石炭岩地层,可利用选层锚支撑,用ＢＴ封隔器进行测试;(2)对砂泥岩地层,仍需采用井底支撑。但在选择井底支撑尾管时,可考虑用5″加重钻杆代替6″钻铤(或4″钻铤)。2.ＢＴ封隔器在煤层气井注入/压降试井中的改进应用:使用常规ＢＴ封隔器进行注入/压降测试,当注入压力达到一定值时,封隔器易失封。若在测试管串中连接两个相向的ＢＴ封隔器,即连接安全密封的ＢＴ封隔器正向,而将另一个ＢＴ封隔器反向连接(下接头朝上,上接头朝下)以改变胶筒的受力情况,使用效果可与膨胀封隔器相同,且经济、实用、简单。经验点滴$中…     

小井眼测试技术的现场应用

随着井筒结构的复杂化,井眼也越来越深、越来越小,与小井眼井配套的设备和技术需求也变得越来越大,小井眼测试工具属于全通径压控测试工具,整套工具靠环空压力来操作。操作简单,环空不需要保持压力,减少对封隔器及套管的损伤造成误操作的可能,可完成多种综合性试油工艺。     

试油井异常监测压力曲线原因分析

用P-T封隔器、剪销封隔器进行第一层跨隔测试,监测压力曲线在初关井期间常发生压力恢复上升现象;二开井时易发生瞬间压力下降,并随抽汲排液的继续使失封加剧,反映在监测压力曲线上是曲线随开井及抽汲而下降.结合温度曲线、封隔器的保养及井筒条件,对监测压力曲线、跨隔测试管柱P-T封隔器井下受力情况进行分析,解释了产生异常压力曲线的原因,提出了解决P-T封隔器渗漏、失封的相关工艺措施.     

裸眼酸化与测试井下工具优化设计

针对现有钻柱控制的裸眼井多层测试作业中不能进行分层多次取样和裸眼酸化-测试联作作业的问题,对钻柱裸眼测试技术进行研究和技术创新,提出了裸眼分层测试和裸眼酸化-测试联作技术,并对其相应的井下工具进行设计。设计的井下封隔器的锁定、坐封和解封等机构动作协调可靠,分层多次取样器能连续取到3层地层流体样品;分层测试井下多次取样器动作准确可靠,全通径测试阀可以减小流体流过时的摩阻,阀的开关动作平稳可靠,并能实现对多次取样器的控制;裸眼水力锚的伸缩动作自如,并能在必要的时候进行丢手。     

压力分配阀在中途钻柱测试中的应用

在中途钻柱测试管柱中,裸眼封隔器间设置压力分配阀,可调节裸眼封隔器间的液柱压力,使静液柱压力平均分配到每只封隔器上,克服单个封隔器不能承受高测试压差而导致的失封,对胶结疏松层段或有垂直裂缝层段的井解决坐封井段特别有利.就压力分配阀在中途钻柱测试中的作用及工作原理进行说明,针对其在深井中应用时调节压力偏低的不足,提出了增加氮气室的观点.现场应用获得良好效果.     

深井长裸眼跨隔测试新工艺的应用

为减少勘探费用，缩短施工周期，取全取准各项地质资料，采取中途测试工艺。随着深井中途测试不断增多，特别是跨隔支撑测试具有一定施工风险和难度，要求测试质量不断提高。结合油田生产实际，合理选配了地层测试工具仪表，不断改进测试管串和优化施工设计，经盐22井中途跨隔测试应用，获得成功。     

新型分层注水分层测试管柱研究及应用

提出了一种新型的用于大斜度定向井的一级两段分层注水分层测试工艺技术,介绍了其工艺管柱的结构组成、工作原理及所研制的主要工具测试工作岗、空心配水器、水嘴芯子、Y241可洗井封隔器的结构组成。该技术注水调配、测试工艺简单,并可使封隔器有效期延长。该管柱解决了封隔器不居中问题、管柱锚定问题,水嘴调配方便,测试工艺简单,性能可靠。     

防上窜工具简介

92.25mm江斯顿地层测试工具在浅井、负压射孔并及高压井测试中，由于锁紧力小、地层压力高等因素，开关井过程中有时会出现封隔器失封及封隔器上窜现象；在分层抽汲试油中，抽子上提时也可能出现这种情况。为解决这些问题，吉林石油集团公司试油处研制了防上窜工具。经过几年的现场应用，证明该工具在地层测试和分层抽汲试油作业中可以有效地防止封隔器失封及封隔器上窜。     

跨隔射孔测试联作技术研究及应用

论述了跨隔射孔测试联作工艺技术的原理、管柱结构和现场应用情况。它的井下管柱采用双封隔器结构,射孔枪接在两个封隔器之间,用油管把测试工具和射孔枪送入井下并对准油层,负压射孔后立即进行地层测试,录取地层资料,实现射孔和测试的连续施工。应用这项技术能够解决油气井任意选层射孔测试联作的技术难题,减少打、钻桥塞作业,减少井筒储存影响,实现负压射孔,有效地防止井喷,确保安全生产和环境保护。研制开发了双通道剪销封隔器、电子压力计保护托筒等一批新型井下工具。解决了射孔弹爆炸瞬间产生的巨大震动和压力波对井下工具及仪表的冲击破坏问题。     

ZF皮碗封隔器及其应用

ＺＦ皮碗封隔器以其皮碗的金属骨架结构来提高封隔器的承压能力,密封是靠皮碗与套管内壁的过盈和井内压差来实现,所以所需零部件少,加工组装方便。修井时可直接上提起出管柱,不需要附加其它动力设备。该封隔器与洗井开关、ＳＭ水力锚、循环开关等井下工具配套可组成新颖实用的泵上洗井管柱和酸化注入管柱,这两种配套管柱经现场１６井次试验证明了其技术的可靠性。对于皮碗上部出砂严重的井,为防止起出困难,应慎用该型封隔器。