套变分注井小直径可丢可钻封隔器设计及试验

随着吉林油田开发时间的延长，偏/同心分注井因套管变形、井筒结垢缩径造成卡井，由此大修井作业占比43%。外径114 mm的Y341型封隔器因其外径及解封机理的限制，无法满足套变井分层注水工艺的要求。设计了一种Y341型小直径可丢可钻封隔器，合理布局、严格选材，在保证内通径及性能指标的情况下最大外径缩小至102 mm,能够满足油田大部分套变井分注管柱下入通过要求；可丢手设计，上提遇阻工况能避免强拔而造成井筒情况复杂化；可钻除设计，通过小修钻捞一体工艺钻除、打捞，解决分注井运行一段时间后出现卡井问题。室内试验表明：研发的封隔器耐压差20 MPa、耐温120℃,达到设计要求。吉46-014井应用中，密封有效期2.5 a,安全丢手与可钻除设计工作性能可靠稳定，在套变分注井中具有良好的应用情景。     

QHY341型压裂封隔器的研制及应用

为实现投入少、压开层位多的一次管柱多层压裂,研制了QHY41型压裂用封隔器。这是一种无支撑、液压坐封、上提管柱解封的压缩式封隔器,能满足中深油藏一次管柱分压三层的需要。封隔器采用双液缸压缩两级胶筒密封,最高耐压70MPa,在分解成两级使用时,单级耐压达到45MPa。喷砂滑套与封隔器主体连成一体,减少了施工时的沉砂量,不易造成砂堵。由于每个封隔器的解封距由上至下逐渐递减,多个封隔器的解封载荷始终相当于一个封隔器的解封载荷,有利于顺利解封。封隔器还有反洗功能,可保证不被砂卡。6口井共9个小层的分层压裂施工均获成功,但一次管柱分压3层以上的尚待试验。     

小直径扩张式封隔器压裂管柱的研制与应用

目前国内小直径扩张式封隔器多用于酸化、注水和堵水等作业,而在多级压裂方面应用较少,主要是因为工具耐压、耐温能力较差,用于多级压裂管柱安全性和可靠性较低。针对这种情况,通过对常规扩张式封隔器、双向锚定水力锚及丢手工具的结构改进,优化设计出适用于114. 3 mm套管的小直径扩张式封隔器多级压裂管柱。在吉林伏龙泉油气田的现场应用结果表明:改进后的封隔器耐温120℃、耐压70 MPa,坐封、解封成功率100%,性能大幅提高,可满足复杂工况下的施工要求;设计的多级压裂管柱工具少、操作简便、锚定可靠、井眼适应性好,能满足内径99. 6~103. 9 mm、外径114. 3 mm套管多级压裂需求;多级压裂管柱能够实现大斜度井的有效封隔,现场施工中最大井斜达到72. 2°。该压裂管柱的成功应用为油田老井挖潜和稳定产能提供了技术支持。     

无骨架内衬扩张式封隔器的研制与现场试验

为解决常规钢丝帘线或重叠钢片式扩张封隔器胀封承压后残余变形大、易卡管柱的问题,通过设计无骨架内衬扩张式胶筒,研制了无骨架内衬扩张式封隔器。该封隔器采用两端嵌套弹簧的方式来提高胶筒多次坐封的可靠性,在工作压差2.5~5.0 MPa下,胶筒可以充分胀封并可靠密封。室内试验表明,无骨架内衬扩张式封隔器在150℃下可以反复坐封/解封50次,双向承压85 MPa,解封后胶筒残余变形率小于1.5%。该封隔器在延长油田2口老井重复复压裂施工中进行了试验,其坐封显示明显,且在井内工作50 h多后,顺利解封,封隔器胶筒完好,外径仅由108 mm扩大至109 mm。研究结果表明,无骨架内衬扩张式封隔器封隔能力强,能重复坐封、解封,比常规扩张封隔器胶筒残余变形小,更易于解封起出管柱。      

RX361-210型热敏封隔器的研制与试验

海上油田热采井多为?224.5 mm水平井,井身结构复杂,作业环境苛刻,目前主要采用的井筒隔热方式相对单一。卡瓦式封隔器结构比较复杂,在解封过程中如果操作不当,可造成卡瓦断裂或落井,甚至引起卡井事故。为此,研制了RX361-210型热敏封隔器。该封隔器依靠热胀剂受热膨胀实现坐封,采用组合密封件以及锁紧装置增强密封性能,利用密封件随着温度的降低收缩,上提管柱实现解封。利用模拟试验井系统开展了室内试验。试验结果表明:封隔器坐封温度200℃,耐温350℃,耐压21 MPa,解封力25~35 kN,可多次坐封,且密封性能不受温度交变的影响。该封隔器坐封灵敏,解封安全,密封性能良好,在海上稠油热采方面具有良好的推广应用前景。     

ZYY341—110型封隔器在套管变形井中的使用

针对油田开发后期套管损坏井增多,套管变形缩径,常规分注工艺采用的Y341－114型封隔器不能满足套管损坏井分注的难题,研究开发了ZYY341－110型小直径封隔器,该封隔器外径小,结构简单,组装试压方便,设计有平衡机构,锁紧机构,后座距为零,密封可靠,经现场试验表明,施工成功率100％,密封性好,有效期长,能满足套管变形大于直径110mm井的分注卡漏工艺需要,缓了套管损坏井区的注采矛盾。     

小直径分层注水工艺技术

由于地质因素和工程因素的影响,河南油田套管错断、漏失、变形的油水井数量不断增加,导致套管内通径变小,常规的分层注水管柱由于其工具外径大于套管整形和套管补贴加固后的套管内径,无法满足套变井分层注水工艺的要求,加剧了套管变形井井区的注采矛盾。为此研制开发了外径为95 mm的小直径分层注水工艺管柱,形成了比较成熟的耐压15MPa小直径分层注水工艺技术和与之相适应的投捞测试工艺,现场应用取得了良好的效果。     

小直径分层注水工艺技术

由于地质因素和工程因素的影响，河南油田套管错断、漏失、变形的油水井数量不断增加，导致套管内通径变小，常规的分层注水管柱由于其工具外径大于套管整形和套管补贴加固后的套管内径，无法满足套变井分层注水工艺的要求，加剧了套管变形井井区的注采矛盾。为此研制开发了外径为95mm的小直径分层注水工艺管柱，形成了比较成熟的耐压15MPa小直径分层注水工艺技术和与之相适应的投捞测试工艺，现场应用取得了良好的效果。     

ZYY341-110型封隔器在套管变形井中的使用

针对油田开发后期套管损坏井增多、套管变形缩径,常规分注工艺采用的Y341-114型封隔器不能满足套管损坏井分注的难题,研制开发了ZYY341-110型小直径封隔器。该封隔器外径小、结构简单、组装试压方便,设计有平衡机构、锁紧机构,后座距为零,密封可靠。经现场试验表明,施工成功率100%,密封性好,有效期长,能满足套管变形大于110*!mm井的分注卡漏工艺需要,缓解了套管损坏井区的注采矛盾。     

金属封隔器的试验研究

为解决化学驱多层分注、套损后完井、低渗透油田分层注水中出现的问题,和外围不压井作业的需要及常规封隔器内通径小、耐温、耐压、耐腐蚀性能差等问题,我们进行了金属封隔器的研究。本文介绍了合金材料的性质,合金材料在社会发展中的重要地位,金属封隔器的冶炼工艺,金属封隔器的结构和工作原理,阐述了传统封隔器的的优缺点,金属封隔器的优点,重点论述了封隔器的密封性、解封及悬挂性能的研究,室内试验达到密封承压35MPa、悬挂力200KN、解封力180KN,基本满足现场需要。     

Y211—76型小直径封隔器的研制与应用

针对萨中油田 10 1 6mm套管井采油工艺技术的需要 ,研制了Y2 11— 76型小直径封隔器。这是一种单向卡瓦支撑、重力坐封、上提管柱解封的压缩式封隔器 ,总长 787mm ,最大外径76mm ,最小通径 2 8mm ,设有防转动导向滑道 ,密封胶筒为压缩式三组合胶筒。该型封隔器与小直径锚定器配套使用 ,在锚定器定位支撑管柱后 ,依靠重力实现坐封。 3井次的现场试验表明 ,Y2 11— 76型小直径封隔器不仅适用于侧钻井 ,更适用于直井 ,在用于喷射泵采油和找漏施工中 ,坐封合格率 10 0 % ,现场施工成功率 10 0 %。     

X441-210型热采封隔器的研制与室内试验

海上热采井多为φ244.5 mm水平井,井身结构和流体介质复杂,腐蚀性强,条件苛刻。而且海上热采目前采用"隔热油管+环空注氮气"的井筒隔热方式,隔热方式比较单一。为此,研制了X441-210型热采封隔器。该封隔器具有坐封与解封灵活可靠、密封性能好、双向锚定、悬挂能力强以及耐高温高压等特点。利用模拟试验井系统,开展了封隔器在常温和高温下的动作及性能试验。试验结果表明:该封隔器坐封压力为16~18MPa,耐温350℃,高温下耐压差21 MPa,解封力为80~100 kN。将该封隔器用于海上热采,不仅能提高隔热效果,提高注汽质量,保护油井套管,而且能简化注汽工艺,降低注汽成本,具有良好的应用前景。     

二连油田套变井分注工艺

阿南油田为低渗透砂岩油藏,油层物性差,层间矛盾突出,油田受"双高"注水、断层导水因素的影响部分水井相继发生了套管变形,经40臂井径仪测试,套变井套管最小通径100～122 mm,普通(O)114 mm的封隔器无法坐验封,影响了分注工艺的实施.为改善层间矛盾,提高开发效果,研制出K341-95型扩张式水力密闭小直径封隔器、KHD-92型空心配水器、投捞器等分注工具,现场实施投捞成功率100%,测试成功率100%.     

Y341B-115逐级解封封隔器的研制与应用

针对现有多层堵水封隔器坐封难、解封难问题,优化设计了逐级解封封隔器的坐封机构、锁紧机构、验封机构、平衡保护机构、逐级解封机构。该封隔器操作简单,解封动作可靠,解封负荷小,小于20 kN;验封可靠,多级使用可对各级封隔器验封;其平衡保护机构可使封隔器既承上压又承下压,具有双向承压能力;优选出氢化丁晴胶料,提高了胶筒耐温耐压性能;设计有防中途坐封的销钉,保护封隔器的密封件,提高了封堵管柱的可靠性。经现场多级堵水应用,封堵效果好,起管柱时解封负荷小,实现了逐级解封,为厚油层多级堵水提供技术支撑。     

压缩式缩径井封隔器胶筒的结构优化研究

针对压缩式缩径井封隔器外径小、胶筒压缩变形量大、密封效果差的问题,开展了压缩式缩径井封隔器胶筒结构优化设计,并进行了承压能力的理论和试验分析,研制了一种适合缩径井高压密封的胶筒结构型式。通过试验证明,该缩径井胶筒(外径100mm)在φ139.7mm(51/2英寸)套管中承压不低于25MPa,满足了缩径井的使用要求。     

压缩式缩径井封隔器胶简的结构优化研究

针对压缩式缩径井封隔器外径小、胶筒压缩变形量大、密封效果差的问题,开展了压缩式缩径井封隔器胶筒结构优化设计,并进行了承压能力的理论和试验分析,研制了一种适合缩径井高压密封的胶筒结构型式.通过试验证明,该缩径井胶筒(外径100 mm)在φ139.7 mm(51/2英寸)套管中承压不低于25 MPa,满足了缩径井的使用要求.     

侧钻井分注选注工具及其配套管柱

辽河油田套管损坏现象日益严重,其中套管严重损坏无法修补的油水井只能以打侧钻井的形式加以重新利用.目前侧钻井数量已在1400口以上,但与之配套的分注选注工具及其工艺管柱尚不完善.针对侧钻井的井身结构特点,将传统的热膨胀坐封封隔器改为液压式压缩胶筒坐封的小直径注汽封隔器;参考常规φ177.8 mm井分注阀的结构研制了侧钻井分注阀;针对稠油油藏纵向非均质性严重、吞吐开采时吸汽不均、蒸汽波及效率低、油层纵向动用程度差的问题,设计开发了侧钻井分层注汽工艺管柱和侧钻井选层注汽工艺管柱.经现场应用,新型侧钻井注汽封隔器密封、坐封、解封均十分可靠,避免了卡井现象;侧钻井分注选注管柱的设计较为合理、安全,适用于稠油侧钻井的分注选注.     

水平井小直径套管卡堵工艺技术研究与应用

针对胜利油田水平井套管出现多段破损或长段破损,在直井上采用的常规工艺技术难以解决水平井段套管长距离多处损坏的问题,开展了水平井在0177．8mm套管内下Ф127mm套管卡堵技术的研究与应用。该工艺采用Ф127mm无接箍套管及扩大通径为核心的悬挂丢手封隔器、液压封隔器、安全接头等,并应用封隔器水平液压坐封工艺,具有施工工艺简单、周期短、成本低、留井内通径大,后期作业和措施难度相对较小等特点,可作为水平井套损停产恢复的替代技术。文中介绍了这种卡堵方式的原理和施工工艺以及在胜利油田试验应用情况。     

Y341-115P洗井平衡封隔器的研制与应用

针对目前大多数油田分层注水使用的无支撑液压坐封封隔器反洗井时易解封造成管柱失效的问题,研制了Y341-115P洗井平衡封隔器。该封隔器由平衡机构、洗井机构、坐封机构、双级活塞安全及解封锁块、锁紧机构等组成。平衡机构在反洗井时抵消大部分作用在封隔件上向下的力,减小了解封剪钉的受力,增强了封隔器密封的可靠性。该封隔器在胜利油田现场应用了10口井,施工成功率100%,反洗井最高耐压达到26.5 MPa。现场应用表明,该封隔器结构合理、原理可靠,能明显提高反洗井耐压值和管柱分层注水成功率,延长管柱寿命,提高封隔器密封性能。     

小直径注采封隔器在套管变形井中的应用

针对油水井套管发生错断、变形以及套补以后，常规的封隔器无法满足分层措施、分注分采的要求，引进了小直径注采封隔器，并在现场进行了应用，施工成功率100％。封隔器外径比常规的缩小7～10mm，可以在Ф139．7mm套管变形尺寸大于110mm位置通过，节约了大量修井费用，提高了分注、分采工艺要求。