水平井拖动管柱找水电控封隔器的研制与现场试验

针对长庆油田长水平段水平井应用拖动管柱找水工艺时存在配套的机械式封隔器坐封压力控制难度大、反复坐封密封胶筒损伤导致封隔器稳定性大幅度降低等问题，研制了可定时或实时坐封解封、可实现任意层段封隔的水平井电控封隔器。该封隔器在设计时充分考虑了水平井段重复坐封次数及密封件的承压性能，尤其是驱动机构动力输出部分采用直流电机+行星减速器、运动转换部分采用丝杠螺母机构方式，确保在许用套管空间内可实现输出扭矩最大化及封隔器胶筒的压缩坐封。通过室内试验评价了电控封隔器的耐温耐压、输出力矩和坐封推力等性能，相关性能指标均满足设计要求。水平井找水电控封隔器在长庆油田3口井进行了现场试验，试验结果表明，该封隔器可最大程度地降低工程条件的影响，提高作业成功率及测试质量，使拖动管柱找水测试工艺更简便、费用更低。     

小流量水平井机械分段找水技术研究与应用

针对目前国内外水平井找水技术仅适用于东部高产水平井找水测试,无法在长庆油田小流量水平井找水测试的难题,结合长庆油田水平井产液低的特征,经过几年的攻关研究,已形成了由封隔器卡封水平井各层段、智能开关器定时控制各层段依次生产的小流量水平井机械分段生产测试找水工艺技术,同时形成了皮碗封隔器扶正优化技术、测试管柱防垢工艺技术、Y441/Y445封隔器逐渐打捞解封等配套工艺技术,实现了小流量水平井找水测试,并且现场应用13井次,准确地掌握水平井各层段产能状况,找到了出水位置,为小流量水平井找水测试提供有效的技术手段,并为水平井后期堵水技术奠定了基础。     

连续油管拖动底封水力喷射环空加砂分段压裂技术

连续油管拖动底封水力喷射环空加砂压裂工艺是集射孔、压裂、封隔于一体的新型增产改造技术。针对常规结构Y211型封隔器或K344型封隔器及喷枪不完全满足工艺需求的问题,采用Solidworks、Ansys等软件对新型Y211型封隔器、喷枪等工具进行优化设计。创新设计特殊密封结构胶筒及其肩部保护机构,研制抗拉强度和延伸率高的胶料配方,降低了坐封力,提高了承压性能。优化卡瓦结构,设计防砂卡机构,提高了封隔器锚定及坐封可靠性。研制了内嵌整体式喷枪,提高耐磨性能,满足多段压裂需要。通过攻关研究,工艺管柱达到耐温120℃、承压70 MPa指标,单趟管柱可压裂14段,成本比国外降低50%以上。     

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。     

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。     

双封拖动分层压裂管柱的研制与应用

以前河南油田分层压裂管柱为不动分层压裂管柱,这类不动管柱配套工具多、结构复杂,每层压裂后不能及时反洗井,存在砂埋管柱风险;另外K344封隔器组配成拖动分层压裂管柱,耐温耐压相对较低,压裂后如果封隔器回收不好,在拖动过程中可能损坏胶筒,从而影响封隔器密封性。鉴于上述情况,进一步优化了双封拖动分层压裂管柱结构。新型压裂管柱工具少,同时ZY331封隔器和Y211封隔器结构简单,易于坐封解封,耐温耐压较高,适合拖动分层压裂施工工艺。     

Y221-114验窜封隔器的研制与应用

针对常规验窜方法存在夹薄层误差较大、验窜工艺精度不高的问题,研制了新型Y221-114验窜封隔器,该封隔器前部分主要由Y221组成,由胶筒来密封油套空间;后面主要由皮碗封隔器组成,通过打压推动活塞压缩弹簧,使胶筒扩张,可验证前胶筒的密封可靠性和封隔器坐封处套管是否变形。不动管柱即可准确验窜,创新了油水井验窜工艺技术,提高了现场验窜工艺精度。     

新型多功能封隔器的研制与应用

介绍一种多功能封隔器，该型封隔器是采用皮碗和压缩式胶筒共同组合，既可用于找水、堵水、酸化、挤水泥，又可用于压裂等。具有结构简单，坐封方便，坐封成功率高，胶筒承压高，用途广泛等特点。本文介绍了ZY331－148型封隔器的结构、工作原理及现场应用情况。     

K344-108型小直径封隔器的改进与应用

为满足水平井多段分层压裂的有效封隔及特殊井作业的需要,降低卡钻风险,研制了K344-108型小直径封隔器。通过对该封隔器的胶筒结构、安装方式及胶筒座肩部等进行改进,封隔器中心管承压能力可以达到70MPa,套管上、下密封压差达到65MPa。2009年,将K344-108型小直径封隔器与水力喷射压裂组合管柱在长庆油田现场应用12口井,实现了1趟管柱拖动多段压裂,各层段间施工压力差异明显,封隔可靠,施工后起出封隔器形状基本完好,满足了现场施工要求。     

水平井快速找水管柱的研制与应用

针对多段压裂水平井采用分段生产测试找水和阵列法产液剖面测试找水工艺存在的找水周期长、测试成本高问题,研制了单封拖动管柱快速找水和井下分段取样快速找水两种类型水平井快速找水工艺管柱,实现了套返水淹井和不套返见水井两种不同出水情况水平井快速找水测试.现场试验证明,两套快速找水管柱能够准确找到出水层位,测试效率高、测试成本低,为水平井规模化开发提供了技术保障.     

桥式分采器的研制与应用

为有效解决多层系开发过程中笼统合采油井层间干扰矛盾,最大程度发挥各层产能,研制了防气式分采泵两层分采主体技术,现场应用效果显著,但无法实现油井三层以上分采。在油井两层分采技术原理基础上,提出了"产层单向过流进入油管、油管内层间产液桥式多级过流、封隔器层间封隔、普通抽油泵举升"三层分采技术思路,通过对单流阀结构的改进,研制形成双通桥式流道、阀球扶正单向流道结构特点的桥式分采器,设计了"桥式分采器+Y211封隔器+Y111封隔器+普通管式抽油泵"三层分采技术管柱。2013年在长庆油田首次成功开展2口井现场试验,效果明显,为长庆油田多层系开发区块油井多层分采提供了新的技术手段。     

低产液量水平井找堵水管柱的设计与应用

针对长庆油田致密油藏低产液量水平井利用现有测试方法无法准确找到出水层的情况,设计了适用于不同地层压力的低产液量水平井找水测试管柱,同时针对不同出水位置设计了桥塞卡堵水管柱和封隔器卡堵水管柱。低产液量水平井找水测试管柱在长庆油田应用21井次,找水有效率96.7%;两种卡堵水管柱堵水在长庆油田应用22井次,堵水成功率达到81.8%。这表明,利用所设计的低产液量水平井找水测试管柱,能准确找出低产液量水平井的出水层段,所设计的卡堵水管柱能对不同位置的出水层段进行机械封堵。      

双向高承压可钻式水平井堵水桥塞研制与试验

长庆油田水平井机械堵水管柱受复杂井筒状况等因素影响,存在配套的水平井机械堵水工具承压能力不足和长期置于井下起不出的问题,为此对其进行了针对性研究。通过改进桥塞结构、优选胶筒材料,研制了双向高承压可钻式水平井堵水桥塞,已在长庆油田5口水平井应用,室内试验及现场应用结果显示,封隔器工作压力双向承压70 MPa以上,边钻边捞的解封方式,钻除时间不超过8 h,实现趾部位置出水水平井井筒高压条件下长效、安全卡堵。     

Y422—117可取式封隔器的结构及应用

大港油田从美国引进的Ｇ６封隔器命名为Ｙ４２２—１１７封隔器,采用双向卡瓦固定,旋转坐封,旋转解封。在受拉或受压状态下均可坐封,且保持其密封性;其机械锁定装置能承受来自封隔器上下方的压差,并使用３种不同的卡瓦,使封隔器解封顺利。文中分析了Ｙ４２２—１１７封隔器的结构特点,工作原理和技术特征,１９９８年３月～７月分别在大港油田的马西、板桥的港深７—４、板８２８—４高压注水井应用,解决了Ｙ２１１或Ｙ２２１及Ｙ３４１封隔器不适应深斜井,封隔器密封性差的问题。     

DGY341-114型注水封隔器

针对大港南部油田高凝、高粘、低渗透、油藏深、注入水水质不合格、洗井流程不配套、泵压不稳及工艺管柱配置不合理等问题，研制了DGY341－114型封隔器和与之配套的锚定工艺管柱。该型封隔器具有结构简单，组装方便，坐封、解封灵活，能重复坐封，承受压差大，适应于多种井况的特点。配套的锚定工艺管柱具有施工简单，能较大减轻油管蠕动的特点，提高了分注管柱的使用寿命。试验统计表明，封隔器坐封合格率100％，现场施工成功率100％，投捞测配成功率90％。     

高气油比油井丢手式防喷管柱

针对长庆油田高气油比区块油井在作业起下管柱过程中出现的油气溢出井口问题,开展了高气油比油井防喷工艺技术研究,依据井下开关阀的原理对管柱进行优化设计。该管柱采用悬挂封隔器、旋板开关和单流密封插管等关键工具,检泵作业时旋板开关关闭,将地层油气封堵在封隔器下部,解决了起下管柱过程中油气溢出井口无法防喷的技术难题。经室内测试及现场应用,该管柱实现了起下钻过程中防止地层油气喷出地面的作用,达到检泵作业时防喷的目的。     

水平井筛管完井找堵水工艺技术研究

解决水平井的找、堵水问题,已成为冀东油田水平井后期开发的首要问题。根据冀东油田水平井完井特点,研发出水平井筛管完井找堵水工艺技术。该找堵水工艺技术的基本原理是将找堵水管柱下入油井筛管内,采用封隔器对油藏进行有效分段和找堵水开关的打开、关闭操作,实现对各油层找堵水作业。现场应用情况表明,水平井筛管完井找堵水工艺管柱结构简单,操作方便,调层准确可靠,能够满足筛管完井水平井找堵水的需要。     

跨接式堵漏掺水解盐管柱及配套工具研究

江汉油田存在许多地层水矿化度高,易结盐卡泵或堵管柱且套管漏失的油井,为了达到对这类油井进行掺水解盐的目的,研究了一种既能封堵套管漏失段,又能掺水解盐的堵漏掺水解盐管柱。该管柱由Y341型和Y221型跨接式堵漏掺水封隔器、不锈钢掺水管、抽油泵等组成,通过Y341型和Y221型跨接式堵漏掺水封隔器封堵漏失井段,地面掺入清水经过油管套管环空及不锈钢掺水管到达尾管底部稀释井液,解除盐卡盐堵现象。现场试验3口井,均取得成功,达到了既封堵漏失井段又掺水解盐的目的,并且延长了生产管柱的工作寿命。     

水平井控水完井管柱的研究与应用

冀东油田早期多采用常规复合绕丝筛管完井方式对水平井进行开发,该完井方式单一,没有采取有效的水平井分段措施,笼统采油,最终导致水平井段过早水淹或报废。为此,研究了水平井控水完井管柱。该完井管柱采用调流控水筛管进行油层防砂,先期控水,保证各段出水均匀,能够延缓底水的锥进,延长水平井的采油寿命;利用遇油自膨胀封隔器对水平井段进行有效分隔,完井工艺简单,方便后期的分段作业;套管阀有效解决了防砂管与裸眼井壁间环空的洗井问题,保证了油层的解堵和顺利生产。冀东油田2口井的应用情况表明,用调流控水筛管防砂完井的井产油量明显高于用复合绕丝筛管完井的井,起到了很好的控水作用。