海上多层防砂生产井新型冲砂管柱设计与应用

在油井生产过程中,由于地层砂以及细颗粒从地层产出,容易堵塞筛管和筛套环空,导致渗透性降低,造成油井产能逐渐降低以及筛管冲蚀破坏等问题。常规的冲砂管柱需要下入多趟管柱,作业过程相对繁琐,同时冲砂作业周期较长。在对当前冲砂解堵技术进行调研的基础上,结合现场生产资料和数据进行了管柱和工具设计,研制出满足现场冲砂解堵需求的工具,为防砂井冲砂解堵提供技术保障。     

长水平段水平井冲砂管柱摩阻分析及应用

针对水平井垂深浅、水平段长,因水垂比高带来作业管柱下入摩阻大,直井段油管重力不足导致冲砂作业管柱下入深度受限的问题,开展了冲砂作业管柱下入摩阻仿真模拟研究。基于水平井井眼轨迹、管柱组合结构和流体摩阻等影响因素,同时考虑冲砂作业管柱存在多变径部位的特点,结合变径部位的轴向力计算模型,建立了冲砂管柱下入摩阻的预测模型。对CP11水平井的冲砂管柱进行了下入摩阻分析。分析结果表明:采用73.0 mm+88.9 mm两种规格工具油管组合的作业管柱改变了直井段的油管重力,增大了管柱的有效推力,提高了冲砂作业管柱的下入能力。同时分析表明冲砂管柱下入速度不宜过大,管柱下入速度过大会增大管柱的流体摩阻,影响管柱下入能力。研究结果可为油田长水平段水平井作业管柱优选及现场安全施工作业提供理论指导。     

冲洗验封一体化技术的研究与应用

开发进入中、后期的油田,经常发现井下出砂、管柱结腊、结垢现象和管柱腐蚀或磨损等现象。 一些
常规的井下作业,如：注水井换管柱、生产井转注、生产井分采等作业中,如要保证分层注水或分层开采,必须采取
冲砂洗井、封隔器密封筒及胶皮验封等措施。传统的防砂管柱内冲洗、验封的作业方法是先下一趟管柱冲洗、再下
一趟管柱验封。创新性研究的“冲洗、验封一体化管柱及工具”。可一趟管柱完成全井筒冲洗和井下不同层位的验
封作业,一改以往下两趟管柱的作业程序,大大缩短单井作业工期,降低作业成本。目前全球处于低油价时期,此
项技术可靠实用,在作业中“降本增效”作用显著,且后续应用广泛。     

连续冲砂工艺技术的开发与应用

针对传统水力冲砂施工过程中 ,停泵接单根易造成砂卡冲砂管柱事故以及从油井中返出的冲砂液不能循环使用的问题 ,开发了高效无污染的连续冲砂工艺技术。该技术通过连续冲砂装置和多级除砂装置的配套使用 ,实现了不停泵连续冲砂和冲砂返出液有效除砂后的循环使用 ,有效地避免了卡井事故的发生 ,解决了冲砂作业时造成的地面污染问题 ,提高了冲砂效率 ,减轻了操作者的劳动强度。 2 0 0 3年现场应用 5 0余井次 ,未发生砂卡冲砂管柱事故 ,油井的冲砂作业时间平均缩短 2 0 % ,单井平均排砂量 0 8m3,单井回收原油 1 2m3。     

高效环保冲砂作业工艺

针对目前油田冲砂作业过程中下放冲砂管柱时需停泵作业及冲返的含砂液体直接循环使用所存在的问题,提出了高效环保冲砂作业工艺。在施工过程中通过采用连续冲砂装置及冲砂液除砂装置,可有效地避免卡井事故的发生,解决了冲砂作业的污染问题,并提高了冲砂效率。现场应用表明,单次冲砂作业时间平均缩短20%,平均排砂量1·4m3,平均回收原油0·6m3,消耗水量平均减少30%。     

悬挂冲管连续冲砂工具结构与应用

介绍了一种悬挂冲管连续冲砂工具及工艺。该工具能够利用油管内液体压差来释放和悬挂冲管,并能在常规油管中进行上下活动。通过重力与水力压差的作用使冲管随着砂面的降低而向下运动,直到内冲管完全伸出或冲完所有砂柱,实现连续冲砂作业。在冲砂过程中不接单根、不停泵,能有效减少冲砂作业强度与施工风险,减少冲砂时间及压井液进入地层,达到保护地层的目的。     

一趟管柱通刮变形装置研究与应用

油田作业中通井规是为了检查套管变形后是否能通过预定尺寸的工具,刮削器是为了清除套管壁上的附着物。以通井规、刮削器工艺为基础,研制出一种一趟管柱通刮变形装置工艺技术,通过变形装置完成通井规向刮削器的转换,一趟管柱完成通井刮管、冲砂洗井作业。此工艺能减少施工工序,缩短作业周期,达到降本增效的目的。     

多功能一趟管联作高效修井技术研究与应用

为缩短作业占时,提高修井效率,控减劳务费用,实现降本增效,提出“一趟管修井”优化设计方法,研发“不动管联作”系列技术,建立“多工序集成”作业提速新模式。通过优化整合一趟管联作管柱设计,创新研发多功能组合工具串,形成了射孔下泵联作、冲洗下泵联作、压裂下泵联作、丢手下泵联作、修井一趟管联作等五大类共十项联作技术。实现了只利用一趟管柱即可完成传统技术上需要起下三趟管柱作业工序的工作量,在达到同样作业目的前提下,还解决了带压起下管过程井口冒喷污染、井控风险高等技术问题。联作技术已在江汉油区累计推广152井次,累计减少起下换管74.4×10⁴ m,单井平均缩短作业占时26 h,降低修井费用￥3.5万元,提高修井效率约30%。     

连续管穿芯解卡工艺技术研究与应用

针对连续管本体砂卡后上提吨位有限，且无法建立有效循环，贸然上提易造成连续管拉断落井而使复杂进一步扩大，常规解卡工艺处理时间长、处理难度大等问题，创新研究了连续管穿芯解卡工艺。基于穿芯下管和冲砂解卡的作业原理，采用双提升系统的修井机进行作业，悬挂卡钻连续管的同时，在油套环空之间下入穿芯管柱，重新建立循环通道进行冲砂，实现连续管解卡打捞。现场应用结果表明，连续管穿芯解卡工艺技术通过“一趟钻”实现井内沉砂的快速清理，避免井下多次套铣、切割、打捞等作业，可有效提高连续管砂卡事故的处理效率，该工艺安全性高、作业成本低、作业后井筒及连续管完整性等方面有突出优势。在长庆区域累计应用4口井，解卡成功率100%,其成功实施为连续管复杂处理提供了一种新的技术手段。     

连续管氮气泡沫冲砂技术在涩北气田的应用

涩北气田含气井段长、地层胶结疏松、压力低,储层出砂十分严重,采用常规冲砂作业时井筒内流体极易漏失到地层,对地层造成伤害。为此,引进了连续管氮气泡沫冲砂技术。该技术可实现不动管柱带压作业,可最大限度地缩短停产作业时间;配置的低密度泡沫液可有效控制液柱压力,防止低压出砂井作业时常见的漏失问题。现场应用结果表明,连续管氮气泡沫冲砂工艺成功解决了涩北气田地层压力低,常规冲砂井漏的技术难题,实现了安全、高效、低成本作业,平均可缩短工期84 h,可节约作业费用50%,同时还具有安全环保的优势。     

月东油田防砂管柱打捞工艺及工具研究与实践

月东油田存在修井机能力不足、打捞工具不匹配及筛管砂卡严重等问题。为此,分析了月东油田筛管失效状况和防砂管柱打捞难点,研究出了筛、套环空冲砂工艺及冲砂专用工具及筛管悬挂器专用打捞工具,改进了井下液压拔卡装置及井下水力切割工具,并针对每口井井况,制定了合理的打捞技术方案。现场实践表明,研制的防砂管柱打捞工具效率高,成功完成了20多口井的防砂管柱打捞,解决了月东油田作业设备受限条件下防砂管柱打捞难题。     

冲砂同心管用Z331型自封封隔器研制

在同心管冲砂方式转化作业过程中,自封型封隔器是实现井底冲砂液流转向所必需的井下工具。为解决常规皮碗状自封封隔器使用寿命短、易砂阻、易砂卡的技术难题,研制了同心管用Z331型囊状自封封隔器。通过封隔器的结构设计、工作原理及囊状橡胶密封圈的有限元数值模拟,研究了Z331型囊状封隔器的工作特性、密封有效性及冲砂作业适用性能。耐磨蚀囊状橡胶密封胶筒可有效预防封隔器密封胶筒落砂,有效控制砂阻、砂卡管柱,同时提高了橡胶密封面因冲砂作业反复活动起下管柱而所需的耐磨蚀性能。为冲砂同心管型自封封隔器的设计提供了一种新的方法。     

砾石充填服务管柱防窜力学分析及解决方案

海上砾石充填完井防砂作业中,井下工具的相对位置是影响其功能实现的关键因素。为了保证内层服务管柱与外层管柱的位置准确性、选择合适的井下负荷定位工具及最佳压载吨位,对充填作业中及作业后的服务管柱进行了受力分析,建立了充填流体作用于完井管柱的力学模型,并推导出井下负荷定位工具的最佳压载吨位,模型假设井下负荷定位工具为承载点,管柱轴向窜动负载受流体循环压差、管柱热胀冷缩以及管柱弯曲等因素的影响。试验井模拟试验和现场实例分析表明,管柱力学模型与实际作业情况基本吻合,验证了在砾石充填作业过程中使用配套井下负荷定位工具的必要性,为现场作业提供数据支持,并对异常情况进行预判。     

海上油田分层防砂分层注水高效集成技术

针对目前海上分层防砂分层注水有效期短、施工周期长、作业成本高的问题,研究了新型海上油田分层防砂分层注水高效集成工艺。通过采用穿越型悬挂丢手封隔器,能够同时连接防砂管柱和注水管柱,采用小直径液控压缩四胶筒分层封隔器,同时实现分层防砂封隔器的坐封以及后期注水管柱的精细分层。该技术的防砂管柱与注水管柱一趟下入,节省施工时间一半以上。穿越型悬挂封隔器的可溶丢手支撑套溶解后,能够实现防砂管柱与注水管柱的独立检修,延长防砂管柱的使用寿命,降低作业成本。该技术已在胜利海上油田成功应用10井次,最大施工井斜65°,工具最大下深3 780 m,工作最大压差10 MPa,施工成功率100%,分层合格率100%,有效提高了海上水驱油藏的开发程度。     

水平井连续管存储式测井技术在涩北气田的试验应用

涩北气田因储层出砂十分严重,水平井采用常规电缆生产测井成功率低,成本高,且存在风险。在此背景下,引进了连续管存储式测井技术,该技术可实现不动管柱带压冲砂和生产测井一体化作业,可最大限度地缩短停产作业时间,降低了仪器砂卡的风险。连续管存储式测井技术经过4口井的现场试验,应用结果表明,连续管存储式测井技术成功解决了涩北气田水平井生产测井仪器输送和砂卡的技术难题,实现了安全、高效、低成本作业,同时还具有安全环保的优势。     

连续油管旋转冲砂技术在水平井中的应用

采用常规方法对水平井进行冲砂作业,风险高,且冲砂效果不好。通过对冲砂机理理论研究,配套了连续油管旋转冲砂工艺管柱。经室内试验和现场作业证明：连续油管旋转冲砂技术解决了小排量地面设备在水平井段的冲砂难题;实现了水力自进、限速旋转、紊流携砂、深层解堵功能,解决了水平井冲砂作业沉砂、携砂、钻压传递、砂堵管柱的技术难题,取得了良好的经济效益和社会效益。     

高效井底抽砂泵及其配套管柱

针对出砂油井 ,尤其是地层能量较低负压汲水较严重、油层对洗井液较敏感的油井 ,采用传统循环液体冲砂工艺携砂时存在污染油层、冲砂效果不佳及对油井产生负面影响等问题 ,成功研制了一种施工工艺简单、清砂效率高、对地层无伤害的高效井底抽砂泵及其配套管柱。现场 5井次的使用证明 :该抽砂泵及其配套管柱具有独特的清砂结构特点 ,能在无流体循环的情况下 ,达到快速彻底清除井底沉砂之目的 ;能使油井内各相保持原有的相对平衡 ,不污染油层和地面环境 ;省去了普通抽砂管柱抽砂时必须起下管柱等作业 ;特别适用于地层压力低、负压汲水严重的油井清砂 ,因而具有广阔的应用前景     

裸眼水平井阻流酸洗充填一体化管柱的研制

针对目前疏松砂岩油藏裸眼水平井采用悬挂滤砂管的防砂管柱进行防砂完井,在细砂岩、粉细砂岩油藏以及高泥质等油藏中易造成砂埋、堵塞、产量下降快等难题,研制开发了裸眼水平井阻流酸洗充填一体化管柱。该管柱主要由阻流密封装置、压力控制机构、底部充填外装置、定位机构和内充填装置等组成。压力控制机构与阻流密封装置的有机结合确保了泥饼清除和砾石充填的安全可靠性;充填内通径达65 mm,可满足排量高达3 m3/min砾石充填施工的需要;内、外充填口复合密封结构设计保证了管柱的密封和承压能力。室内试验和现场应用结果表明,该管柱集泥饼清除和砾石充填于一体,综合性能可靠,很好地满足了裸眼水平井酸洗充填防砂的要求。