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。     

水平井解卡打捞技术

针对水平井打捞过程中偏心及循环不畅通等问题,在明确水平井落物卡阻类型、卡阻形态、受力情况以及落物鱼头打捞方式等基础上,改进了原打捞工具,完善了配套技术.在打捞水平井落物时,应用滚珠式扶正器、降阻剂和18.斜坡钻杆,降低了斜井段管柱的摩擦阻力;采用反循环携屑方式不会产生碎屑物二次沉降,避免了卡钻事故发生;改进后的工具减小了打捞工具与落物鱼头之间的偏心距,增大了打捞工具俘获鱼头的几率.应用该项技术,成功打捞出肇55-平46井中落物.     

水平井强磁打捞器的研制及在河南油田的应用

水平井可钻桥塞多段压裂技术在油气开发中广泛应用,但随后钻塞过程中,由于种种原因导致金属卡瓦碎块在水平井段沉积,从而出现管柱遇阻,增加作业时间和成本。针对水平井多段钻塞过程中存在的问题,开展了水平井强磁打捞工艺技术研究,设计出一种打捞管柱,研制出两种强磁打捞器,能够完成井底金属卡瓦碎块和落物的打捞清理;该打捞器在河南油田现场应用2井次,成功打捞出水平井段的大部分金属碎块和落物。     

濮2-平1水平井落物打捞技术

中原油田井深，断块多，结构复杂，给水平井钻井带来一定困难。通过总结濮2—平1井在Φ139．7mm套管内水平段的落物打捞技术，掌握了水平井施工的主要施工参数和技术手段，为今后水平井落物打捞积累了经验。     

深井裸眼封隔器分段酸压管柱打捞实践

安岳气田灯影组气藏广泛采用大斜度井/水平井裸眼封隔器分段酸压工艺试油完井,悬挂封隔器及下部管柱被“永久性”留在井下。如果利用原裸眼侧钻,则需要打捞分段酸压管柱至套管鞋以下30 m左右。MX126井和GS121井前期打捞作业历时均超过50 d,打捞效率非常低,主要原因为：悬挂封隔器双向锚定,裸眼封隔器和连接油管埋卡严重且位于大斜度井段,压井后长时间静止埋卡越来越严重;钻井液压井后切割油管受阻,没有完成落鱼切割分段;套磨铣导致封隔器解体,倒扣时落鱼出现多处退扣,倒扣打捞效率低。针对上述问题,优化了打捞技术措施：钻井液压井前,采用泵送径向切割工艺在清水中切割油管,确保切割成功率;采用带压拔出插管循环压井,缩短钻井液浸泡时间,降低次生卡钻风险;优选磨铣工具和打捞工具,优化磨铣工艺和震击解卡打捞工艺,维持落鱼完整性、力求捞出整段被切割落鱼。该技术成功应用于MX146井和GS127井后期的打捞作业,分别用时12 d和5 d。该技术可以显著提高裸眼封隔器分段酸压管柱的打捞效率,具有推广应用价值。     

Y441型过电缆封隔器研制

为实现海上油田水平井稳油控水工艺,研制了Y441型过电缆封隔器。该封隔器过流通道采用偏心设计,为过电缆孔道提供了足够的空间。封隔器设计有防中途坐封、上提管柱解封结构,具有坐封密封可靠、过流通道大、过电缆便捷和打捞方便等优点。室内试验结果表明:该封隔器电缆穿越性能良好,坐封、密封、悬挂及解封性能均满足工作要求,是一种新型水平井智能卡堵水作业工具。     

怀平6井井下落物打捞处理工艺技术

在处理怀平6水平井射孔枪、连接油管、弹壳及弹架落物的打捞中,对打捞筒、母锥等工具进行了改进,并分2个阶段来打捞,首先采用强磁打捞器、特制打捞筒来打捞弹壳及弹架等小落物,然后用开窗捞筒、特制母锥来打捞射孔枪和连接油管。在施工中解决了落物打捞后再次掉落、工具与落鱼在水平段不同心以及打捞中旋转等问题,成功地完成了打捞,为同类作业井的施工积累了经验。     

浅谈大斜度井、水平井打捞工艺

随着钻井技术水平的不断提高和油气田开采进入后期,大斜度井、水平井的应用越来越广泛。它在提高了采收率的同时,也造成了修井作业过程中的一些复杂情况。由于井眼轨迹的特殊性,致使在大斜度段、水平段的落物、工具处于套管的低部位,相对于直井来说,打捞工艺困难很大,是一个难点。本文通过对大斜度井、水平井井身结构特点分析和施工技术难度分析,简单介绍了打捞工具及管柱结构的优化选择,结合现有的打捞技术,对大斜度井、水平井打捞工艺进行初步探讨。     

华北油田水平井完井技术研究与应用

华北油田水平井钻完井工艺起步较晚,技术很不完善,完井方式单一,尚未形成适于不同类型油藏、不同岩性储层的最佳完井方式.为提高水平井完井工艺技术水平,华北油田针对不同复杂断块油藏的地质特征,完善配套了水平井造斜段注水泥+管外封隔器的分段筛管完井工艺、尾管悬挂+造斜段注水泥+管外封隔器的变孔密防砂筛管完井工艺、水力喷射均匀酸化管柱以及防落物管柱.先后在50多口水平井上得到应用,并取得了较好的经济效益.     

液压多功能小件落物打捞器的研制与应用

由于侧钻井、水平井特殊井身结构限制，常规的小件落物打捞器打捞成功率低。为此经过认真分析和现场实践，将常规机械操作的一把抓改成液压操作，常规强磁打捞器的圆柱形平面磁铁改成具有伸缩性的磁针，同时结合套铣筒，研制出一种液压多功能小件落物打捞器，克服了侧钻井、水平井井身结构的限制，大大提高了一次打捞成功率，现场应用效果明显。     

新型组合管柱在煤层气井分层测试及分层压裂中的应用

针对煤层气井的分层注入/压降测试及分层压裂施工的特点,研制并应用了ZY桥塞 ZY221封隔器新型组合分层管柱,成功取代了下入双封跨隔分层施工管柱。实现了起下一趟管柱即可完成煤层气井一井多层的分层注入/压降测试或分层压裂施工,提高了一次施工成功率,缩短了施工周期,具有明显的经济效益。     

水平井用液压封隔器坐封工艺技术研究

针对水平井液压封隔器不能实现坐封 ,采用盲孔球座不但不能洗井 ,还会在打压过程于油管内形成气塞 ,影响坐封效果 ;采用盲孔球座和分流开关组合方式又存在水击和不能洗井的问题 ,提出了单流阀坐封球座和坐封球塞 2种水平井液压封隔器坐封工艺 ,并研究设计了单流阀球座和坐封球塞。对Y4 41— 1 5 2封隔器进行的室内试验结果表明 ,这 2种工艺基本能够满足液压封隔器在水平井段的坐封工艺要求 ,这两项工艺技术应用前景广阔 ,在胜利和其它油田具有较大的推广应用价值     

水平井筛管完井提拉预应力工具的研制

为解决稠油热采水平井开发中套管串受热伸长的问题,研制出一种水平井筛管完井提拉预应力工具,采用水平井筛管上部固井段提拉预应力的完井方法,缓解套管损坏和井口抬升问题。室内和现场试验表明,提拉预应力工具可支撑套管完全离地,安全提拉力达100 t,提拉预应力工具可明显吃入地层,产生有效提拉力,满足水平井筛管完井作业要求。该工具填补了水平井提拉预应力工具的空白,具有推广应用价值。     

遇油\遇水自膨胀封隔器在水平井完井中的应用

遇油\遇水自膨胀封隔器是一种新型的完井工具。利用自膨胀封隔器代替常规封隔器进行水平井完井,可以提高完井效率,降低完井风险,减少完井费用。介绍了自膨胀封隔器在水平井裸眼分段、固井辅助密封、多分支井完井3个方面的应用,并说明了该完井技术的工艺特点和技术优势。经多次现场试验,遇油\遇水自膨胀封隔器完井技术是成功的,对我国复杂油气藏的有效开采具有重要意义。     

S22井利用地层压力辅助解封封隔器技术

AHR封隔器坐封在油气井的大斜度段或水平段时,采取常规的过提方法解封封隔器困难,处理不当可能造成大修事故.在分析AHR封隔器结构和工作原理基础上,进行水平井管柱轴向受力分析,模拟计算施加在井口的过提力能够传递到封隔器上的轴向拉力;在油管的额定抗拉负荷内,如果轴向拉力达不到封隔器的预定解封力,用连续油管正循环注入氮气,掏空油管内的部分液体,释放地层压力对封隔器的上顶力,同时上提油管柱,可以剪断销钉实现封隔器解封.国外Y油田S22井的井口上提力达到油管的额定抗拉强度921 kN时,下传到封隔器的轴向拉力仅为236 kN;掏空1 650 m的油套管液柱,释放地层压力的上顶力为205 kN,作用在封隔器销钉的合力可达到预定剪断值441 kN,成功实现了封隔器解封.现场应用表明,掏空油管内部分液体释放地层压力的上顶力,可以补偿上提管柱解封封隔器时管柱抗拉强度的不足,为大斜度井、水平井中解封封隔器提供了新的方法.      

全通径井下自动防喷器设计

根据高压气井安全生产的需求，开发研制了一种用于强腐蚀环境的全通径、全机械控制井下自动防喷器。利用2个封隔器，将其安装在气井的射孔段，对正常生产没有影响；由于具有全通的内孔，能够进行全井深测井、洗井和冲砂作业；在井口泄漏或失控的情况下，能够立即实现井下关井，防止事故扩大和蔓延，最大限度地减小事故损失，并能为井口修复留有足够的时间。     

酸化解卡方法解除伊朗TBK-8井卡钻事故

伊朗19 2项目TBK-8井在二开空气钻进过程中,由于水层和强水敏性页岩地层在同一井段相遇,使页岩钻屑在雾化环境下粘结成团,无法带出,瞬间沉积在钻头上,形成一个环状堆积。当试图通过活动解卡时,堆积物越挤越死,形成一个圆柱,卡死钻具。现场先后采用了浸泡柴油和解卡剂的解卡措施,都没有取得效果。当发现卡钻位置在灰岩地层时,仅注入15%的盐酸5.5m3,就顺利解卡。因此,对于粘附卡钻以外的卡钻事故,当卡钻位置在碳酸盐岩井段,且酸液能注到卡点以下时,可采用酸化方法解卡。     

多段压裂水平井拖动管柱找水关键技术

长庆油田长水平段水平井应用拖动管柱找水工艺时,存在配套的皮碗封隔器胶筒密封性变差和起钻时皮碗脱落的问题,为此对其进行了针对性研究。通过室内模拟井下环境,利用滚珠丝杠控制皮碗封隔器在套管内往复运动,得到每摩擦500.00 m时的皮碗磨损量,根据承压试验确定其最大下深为2 500.00 m;通过改进Y211型拖动压裂封隔器结构、优选胶筒材料,研制了分别应用于单封和双封拖动管柱找水工艺的Y211-1型和Y211-2型封隔器;同时,研制了可在水平段重复坐封的新Y111型封隔器,以确保能够实施双封拖动管柱找水工艺。研究的新型封隔器和拖动管柱找水工艺已在长庆油田6口水平井应用,应用结果显示,1套封隔器可以完成2口井的找水作业,测试成功率由之前的91.3%提高至100.0%,单井测试费用仅为皮碗封隔器拖动管柱找水的一半。研究结果表明,新型封隔器使拖动管柱找水工艺更简便、费用更低,在长水平段水平井中的应用效果良好。      

Y441E-114双向锚定封隔器的现场应用

现有的Y441-114封隔器坐封时,坐封与锚定一般通过液压实现,并通过锁紧机构锁紧,防止胶筒回弹,防止锚定机构椎体回退。解封时,有采用上提管柱,有采用先下压再上提管柱等方法实现封隔器解封与解除锚定。这些封隔器在设计思想上解封与解除锚定是没有问题的,但是由于井下情况十分复杂,受结垢、结盐、腐蚀、沉砂等原因的影响,坐封活塞机构可能无法回位,造成胶筒无法回弹,卡瓦锥体无法回位,最终封隔器难以安全 起出。针对上述可能存在的共性问题,优化设计了Y441E-114封隔器。文章述了现有的Y441-114封隔器的结构特点及现场应用可能存在的问题;详细阐明了Y441E-114封隔器的结构设计、工作原理、特点。还可与多种封隔器相组配,组成多种工艺管柱。从现场12口井的应用情况看,工艺成功率100％,取得了较好的应用效果。
     

水平井双封隔器管柱力学分析

水力压缩式封隔器在坐封时会使管柱产生轴向应力,严重时会影响管柱的强度。以水平井双封隔器管柱为研究对象,考虑2个封隔器分别坐封时井口压力的大小,基于拉梅公式、广义胡克定律和杆件变形理论,推导了在井口压力的作用下管柱的轴向力、轴向应力及变形量计算公式。计算结果表明,当封隔器Ⅰ、Ⅱ先后以10 MPa和15 MPa井口压力坐封时,封隔器Ⅰ、Ⅱ之间的管柱轴向应力由49.94 MPa降低为15.08 MPa,而弯曲段到封隔器Ⅱ之间的管柱轴向应力由58.05 MPa 增加到107.96 MPa。由此可知,后坐封的封隔器会使其到弯曲段的管柱轴向应力增加,而使其到先坐封封隔器的管柱轴向应力降低,所以管柱的危险截面出现在后坐封的封隔器到弯曲段之间。