集成细分注水管柱研究与应用

为达到缩小封隔器卡距、细分注水的目的,根据国内外分注水管柱的情况,研究开发了集成细分注水管柱。该管柱主要由补偿器、水力锚、封隔器、配水封隔器、机械定位器和底球等组成,根据现场实际情况,管柱的结构可分为套管保护管柱和非套管保护管柱2种形式。现场应用结果表明,该管柱适用井深小于3000m,工作压力小于35MPa,可实现多级细分注水,最小夹层厚度1.2m,定位精确可达0.4m,并具有不动管柱调配的功能,一次可测试5个层位,测试资料准确,调配速度快。施工成功率100%,分注合格率100%。     

“两小一防”细分注水管柱的研究与应用

针对原有的分层注水管柱和测试工艺只适用层段划分在 8m以上的分层井 ,对 8m以内的众多小层不能划分的问题 ,研制了适用于小夹层、小卡距 ,防止测压时封隔器下部高压层向上部低压层产生压力传递的“两小一防”细分注水管柱。管柱主要由超短式可洗井封隔器、配水器、筛管和挡球等组成。封隔器和配水器直接连接 ,相邻两配水器之间距离可缩小到 2m ,可用常规的投捞测试工具对管柱进行投捞和分层测试 ,整个管柱不受层段数限制。现场试验表明 ,细分注水管柱完全适用于 1 40mm套管井 9个层段以下的分层注水工艺 ,为油田稳油控水提供了可靠的技术保证     

厚油层液力投捞细分注水工艺技术

针对常规分层注水工艺技术在厚层细分注水中的不足,开展了液力投捞细分注水工艺技术的研究。该技术采用液力投捞方式,一次投捞两级配水器芯子和5支井下电子流量计,可同时测试5层注水量、调配5层水嘴,测试调配效率高;通过管柱机械定位使封隔器在最小坐封段仅0.89m的距离上准确卡封,最小卡封距达1.8m,可实现连续的薄夹层和薄注入层的细分注水;管柱类型为井口悬挂式,不仅适合浅井细分注水,同样适合于深井、斜井细分注水。该技术已在现场试验应用15井次,工艺成功率和有效率达100%,达到了细分注水、测试的目的。     

双台阶水平井分层注水管柱设计及优化

塔里木油田双台阶水平井的分注工艺无法满足分层注水要求,区块欠注问题严重。为此,设计了双台阶水平井分层注水管柱及其配套工具,并采用Wellcat软件模拟计算出单独注停上层、注停下层时上、下封隔器的受力情况,对伸缩管长度和封隔器剪钉进行配比优化,即上伸缩管控制伸缩距3 m,下伸缩管控制伸缩距1 m,上封隔器解封力108 kN,下封隔器解封力81 kN,满足该区块双台阶水平井200 m~3/d、25 MPa条件下的分层注水。实际应用结果表明,注水管柱及配套工具设计合理,配合钢丝投捞并更换水嘴即可满足双台阶水平井分层注水。     

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。     

偏心集成细分注水管柱的研究与应用

介绍了一种新型细分注水管柱，主要阐述了其注水管柱及配套工具的结构和工艺原理。该技术将2个配水器与1个封隔器集成为一体，减少了下井工具数量，具有不受卡距限制，减少投捞、测试工作量，可进行单层段流量、压力测试，分层测压时停层不停井等功能。     

双河油田特高含水期改善注水产液结构工艺新技术及应用效果

针对双河油田厚油层储层结构特点和特高含水期注水产液结构现状,研制开发了机械定位技术、高压分层注水技术、斜井分层注水技术、注水井细分酸化技术、注水井暂堵酸化技术、缓生酸深部酸化技术,形成了改善注水结构的工艺技术系列。研制开发了闭式机械找堵水技术、机械细分卡堵水技术、油井酸化技术,形成了改善产液结构的工艺技术系列;封隔器最小坐封距达0.69m,最小卡封距达1.8m;斜井分层注水技术可实现3～5层分注,卡封井段最大井斜达到34°;细分酸化工艺技术具有定位、验封、不动管柱对3个层段分别进行酸化的特点。各项技术现场推广应用的工艺成功率94%～100%,有效成功率88%～97%。开展了配套技术的现场试验,试验区采收率提高了2.95%,可采储量增加14.48×104t。全面推广应用后,极大地改善了注水产液结构,使双河油田注水合格率提高了15.6%。     

ZY341型可洗井自验封注水封隔器研制

为解决注水管柱所用封隔器存在验封困难的问题,研制了ZY341型可洗井自验封封隔器。该封隔器采用液压三级液缸坐封、上提油管解封;内、外中心管采取脱节式设计,解封力小;利用液体不可压缩原理设计的自验封机构可实现管柱内加压验封。试验和应用结果表明,封隔器的工作压差达到25MPa,配备高温胶筒后耐温可达150℃,解封力小于30kN。可为油田精细化注水作业提供可靠的封隔器。     

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。     

喇嘛甸油田特高含水期层内精细挖潜工艺

油藏精细描述研究后，厚油层划分到次级沉积单元，结构界面划分到0．5121以下的物性夹层。受结构界面厚度的制约，常规工艺措施已经存在不适应。为此，提出精细挖潜工艺技术思路，充分利用和保护0．5121以下结构界面，形成了以长胶筒封隔器为核心技术的层内细分注水、堵水工艺，封卡界面厚度达到0．2121；以定位平衡压裂为核心技术的层内细分改造工艺，不破坏的界面厚度达到0．4m；以水力割缝为核心技术的层内细分补孔工艺，不破坏的界面厚度达到0．4121。通过对精细挖潜工艺实施效果的分析，对于多段多韵律的砂岩油田，只要层内存在薄夹层，就可以应用该项配套工艺技术进行精细挖潜。该精细挖潜配套工艺，能够满足目前及今后相当长时间内厚油层精细挖潜的需要。     

射孔压裂不压井作业配套技术研究

为了有效解决射孔压裂不压井技术中存在的问题,开展了以新型防喷丢手封隔器为重点的射孔压裂不压井技术研究。该技术在压裂完和射孔枪定位、起爆后直接封隔油层,可有效预防井喷事故。在射孔压裂管柱底部连接防喷丢手封隔器,完井后处于不坐封、不坐卡状态,不影响油井正常生产及水井正常配注。室内试验及现场应用结果表明,整套工具的各项技术指标都满足设计要求,工具在井下能够顺利完成锚定、胶筒密封和管柱丢手等各项规定动作,且开关动作灵活。     

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。     

自提升式可洗井注洗管柱的设计及应用

针对渤海油田先期分层防砂注水管柱无法洗井的问题,研制出自提升式可洗井注洗管柱。该管柱在井内油管挂下部安装了一个液压提升装置,洗井时地面给液压提升装置供压使液缸上提,其下部注水管柱上的隔离密封提离隔离封隔器密封筒,从而建立起洗井通道;洗井结束后,利用注水管柱自重和地面供给的液压使其下部注水管柱下放,隔离密封重新进入隔离封隔器密封筒,实现层间封隔。现场应用结果表明,该管柱有效地解决了海上油田注水井洗井和防垢卡问题。     

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。      

桥式偏心分注管柱电动验封技术研究与应用

桥式偏心分注管柱验封通常采用的机械验封技术存在着井下事故风险高、数据准确性低、工作效率不高等问题,为此开展了桥式偏心分注管柱电动验封技术研究。该技术通过地面控制系统实时监测的油管压力和地层压力的变化曲线确定封隔器密封性能。现场试验结果表明,该技术可以有效降低桥式偏心分注管柱验封时验封仪卡、掉以及密封段破损、脱落等井下事故的风险,验封结果更加直观、准确、高效。     

水平井浅测分段注水管柱的研制与应用

为了提高水平井分段注水的密封可靠性、降低水平段测调难度、提高测试效率和成功率,研制了水平井浅测分段注水管柱。该管柱主要由安全接头、浅测分流配水器、集成封隔配水器、扶正器及水平洗井阀等组成。浅测分流配水器与双层集成心子结构将水平段的测试调配调整到直井段中进行,且1次注水心子投捞可完成2层水量调配,管柱上端的液控安全接头可实现管柱遇卡时的分段解卡处理。现场应用情况表明,该管柱结构设计合理,操作方便,对于改善水平井分段注水均衡开发效果具有重要意义。     

胜利油田长效扩张式分层注水技术

针对任一级扩张式封隔器损坏或底球漏失导致检修更换扩张式分层注水管柱的问题,根据液压传动原理,研制了液缸扩张式封隔器,使封隔器内、外压力系统相对独立,以避免封隔器失效引起的检修更换分层注水管柱作业;根据现场实际情况,研制了组合式沉砂洗井阀和防漏装置,在保证正向密封的同时,降低底球漏失对分层注水管柱性能的影响。液缸扩张式封隔器与组合式沉砂洗井阀、防漏装置配合设计了受力平衡的扩张式分层注水管柱,形成了长效扩张式分注技术。该技术在胜利油田现场应用100余井次,均持续有效。现场应用结果表明,该技术可以有效解决单级及以上扩张式封隔器损坏、底球漏失引起的扩张式分层注水管柱整体失效的问题,提高注水开发效果。      

测调注水防砂反洗一体化技术在海上油田研究与应用

为满足海上油田稳产上产,提高油田注水效率和采收率,针对海上疏松砂岩油藏的防砂需求和细分层注水需求,研究了测调注水防砂反洗一体化技术。该技术采用分层注水和防砂一体化管柱,内层管柱前期可作为坐封、验封管柱,后期可用于正常的细分层注水; 外层管柱采用独立筛管方式进行防砂,内外层管柱通过丢手悬挂封隔器形成一个整体。后期根据修井需要将两层管柱分离,单独取出内层注水管柱,外层管柱留作井下永久防砂管柱。该技术在渤海油田X井的应用,满足出砂油藏分层注水防砂的要求,降低了后期作业的风险,提高了修井效率。     

小间距配水技术研究与应用

针对常规分层注水管柱由于受投捞工艺限制,无法实现小间距配水的实际问题,开展了小间距配水技术研究。通过设计双导向投捞器及改变上下级配水器导向体的开口方向,有效地避免了相邻两级配水器之间的投捞干扰,使其最小理论配水间距由原来的6 m缩至2 m。在大庆油田第二采油厂现场试验应用了2口井,最小配水间距3.5 m,投捞成功率100%。该项技术的成功研发有效地突破了配水间距6 m的限制,实现了小间距配水,为水驱精细分层提供了有力的技术支撑,具有广阔的推广应用前景和较好的社会效益。