大斜度井分注管柱长效密封与安全起下技术

为了满足冀东油田大斜度井长期细分注水工艺需求,调研了常规分注管柱在大斜度井中服役存在的问题:下管时锚定器易提前解卡、封隔器封隔有效期短以及起管时易解封失败等。鉴于此,研制了4种配套井下工具和1种分注管柱,包括防提前解卡的锁块式锚定器、保护封隔器胶筒的螺旋扶正器、提高密性能的长效密封封隔器和使分注管柱逐级解封、遇卡丢手的解封连通丢手接头以及大斜度井分注工艺管柱。现场应用结果表明:该技术下管作业成功率100%,封隔器的密封时效大于24个月;起管时管柱能够实现逐级解封、遇卡丢手,小修可完成起管。长效密封与安全起下技术适用于冀东油田大斜度井长期多级分注工艺。     

高压分注井全过程带压作业管柱

针对高压分注井带压作业过程中存在的管柱内堵塞器投堵位置不确定、油管内密封工具耐压低、分注工具段内无法堵塞密封、不能实现全过程带压作业的问题,研发了高压分注井全过程带压作业管柱。该管柱下入后,无需投捞,双密封洗井阀地面加压即可启动注水阀;通过配套高压自密封配水器和预置式油管堵塞器等工具,解决了油管内分注工具段封堵问题,实现了分注管柱起出过程的整体密封;通过管柱底部配套双密封洗井阀,解决了分注管柱下入过程的密封问题,还可满足反洗井工艺要求。高压分注井全过程带压作业管柱在冀东油田累计应用60井次,最大施工井斜56. 7°,工具最大下深4 285 m,满足50 MPa内分层注水需求和21 MPa内带压作业需求。应用该作业管柱可缩短作业周期,提高作业效率,降低施工成本。研究结果可以为注水井带压作业管柱的设计提供参考。     

滩海人工岛大位移斜井多级分注配套管柱研究

针对陆地油田成熟的偏心分注技术用于人工岛大位移斜井分注时,存在管柱起下困难、管柱及封隔器偏心造成密封效果差和工作寿命短等问题,研制了大位移斜井多级分注管柱及配套工具,主要包括双锚定分段解卡多级分注管柱和小直径注水配套工具,满足了滩海油田人工岛大斜度井的分注要求,提高了分注效果,并延长了分注管柱的工作寿命。现场7口井的应用表明,该分注管柱最大通过井段井斜为59.03°,最大注水井段斜度为50.02°,最大位移2.94 km,施工均取得成功,可完全满足滩海油田大位移井深斜井分注的需要。     

防止套管损坏的悬挂式注汽采油一体化管柱

油井经过长期的注汽吞吐 ,套管均发生不同程度的损坏。鉴于此 ,研制了防止套管损坏的热采工艺管柱———悬挂式注汽采油一体化管柱 ,它由特种悬挂注汽热采封隔器、井下补偿装置、对接装置和插入密封装置组成。该工艺管柱与井下防砂管柱及注汽管柱配合 ,可成功防止地层出砂 ,提高油井注汽质量 ,有效保护油层套管 ,延长套管使用寿命。悬挂式注汽采油一体化管柱在勘探试油井做了 3井次试验 ,各项技术指标均达到设计要求 ;在稠油井试验 10井次 ,成功率 10 0 % ,其主要部件特种悬挂注汽封隔器使用 30只 ,施工成功率 97%。     

海上大斜度井液控式分注技术

针对早期研制的液控分注管柱在海上大斜度井应用过程中出现的不适应问题,从液控管线下井保护技术、小直径液压控制阀、注水管柱锚定工艺3个方面,研究开发了适合海上大斜度井的液控式分注技术。该技术的应用可增强液控分注技术在大井斜条件下管串的下井安全性,提高施工成功率;改善分注时封隔器的工作状况,密封、分层可靠性更高;封隔器胶筒回缩,洗井通道更大,管柱寿命更长。该技术目前施工最大井斜55.2°,一次性施工成功率100%。     

KZF-96控制洗井防砂阀的研制与应用

为提高分注管柱有效期,解决注水井出砂影响有效分注的问题,研制了KZF-96控制洗井防砂阀。该阀结构合理,操作简单,具有防砂、反洗井功能,洗井通道大,满足正常管理要求;解决了砂埋控制活塞的问题,提高了投捞成功率,延长了管柱有效期,并能延长注水井的注水有效期。该阀在河南油田现场试验5井次,管柱顺利下到位,密封良好,工艺一次成功率100%;投捞洗井10井次,成功率100%,平均有效期达到14月,具有较强的实用性和良好的推广应用前景。     

套损井高压小直径分注工艺研究与应用

针对套损水井分注率低、配套小直径分注管柱承压低以及无法进行高压分注的问题,研究开发了高压小直径分注工艺。该工艺通过提高配套工具承压等级和对管柱施加锚定来提高管柱可靠性,依据注水压力和隔层条件进行封隔器选型,配有安全接头便于管柱脱手打捞。该技术现场应用25井次,施工成功率100%,平均注水压力23 MPa,最高注水压力30 MPa,平均有效期290 d,最长有效期470 d,可有效解决轻微套损井高压分注问题。高压小直径分注工艺对于改善层间矛盾,提高开发效果具有重要的现实意义。     

注下采上工艺技术

为满足单井同时注采的需要,进行了注下采上工艺技术的研究.该技术可根据注下采上工艺及单井井况的需要,将管柱设计为机械封隔式双卡管柱及液压封隔式双卡管柱;确立了相应的施工工艺,并研制出转换器、插入密封总成、压差式油套连通阀、过桥泵等配套工具.现场应用表明,注下采上技术能实现一口井同时注采生产,提高了油井利用率.     

深层气井压裂投产一次完井管柱

松辽盆地北部深层气田储层埋藏深,岩性复杂,存在大量微裂缝、孔洞,通过压裂改造可获取较高的产能。在气井压裂施工中破裂压力高,压力波动大,施工难度大,亟需新的压裂工艺及压裂工具。为此而研究开发的深层气井压裂投产一次完井技术优选压裂工艺及管柱,通过逐级投球实现多段压裂和投产的目的。压裂投产一次完井管柱关键是压裂密封工作筒,从压裂密封工作筒工作原理、锥体受力分析及计算入手,在大量室内试验的基础上,通过对压裂密封工作筒与插入密封段及其密封胶圈的改进完善,探讨、研究提高压裂密封工作筒承压能力的方法,根据松辽盆地北部深层气井实际研制不同规格密封工作筒及配套插入密封段,满足深层气井压裂生产需要。优化喷砂器等工具,形成深层气井压裂投产一体化管柱,管柱及井下工具耐温150℃,耐压80 MPa,可提高施工效率,降低储层伤害率。     

南堡油田大斜度井分注工艺技术研究与应用

针对南堡油田注水井造斜井段和注水井段斜度大、井段长和分注难度大等问题,研究了大斜度井偏心分注配套工艺技术。介绍了该技术在管柱的支撑扶正、安全起下、封隔器的密封和钢丝投捞等方面的改进研究情况。现场25井次的应用情况表明,最大井斜为59.33°,最大注水井段斜度为44.04°,最大分注井段为545m,封隔器验封合格率100%,投捞测试成功率为96.2%,目前有3口井已顺利起出分注管柱,均取得较好效果。     

套管缩径井高压分注技术

针对注水井套管变形和套管补贴后内径缩小、现有小直径分注管柱耐压低、无法进行高压分层注水的问题,设计了胶筒膨胀比达1.3的K344-95注水封隔器和配套工具,组成小直径高压分注管柱,K344-95注水封隔器在内径100~124 mm的套管内均可使用,耐压差高达35 MPa以上,最高耐温150℃。该技术在套管变形、补贴井中应用48井次,工艺成功率100%,具有适应井径范围大、耐压高、管柱下井和起出顺利、可洗井等特点,解决了套管变形、缩径井高压分层注水问题,可进一步推广应用。     

挤注封堵管柱在塔河油田水平井的应用

针对水平井生产过程中,因层间窜通、管外窜、边底水锥进等原因造成高含水的问题,在已有成熟的直井段挤注、封堵管柱工艺的基础上,对挤注桥塞、可钻桥塞、坐封工具及管柱工艺进行了改进,研发了以挤注桥塞及防中途坐封桥塞为核心工具的水平井挤注、封堵管柱工艺.2口井的挤注试验和8井次封堵试验表明,水平井挤注、封堵管柱工艺是解决层间窜通、固井质量不好等问题行之有效的手段.该技术为适应水平井井况而特殊设计,减少了管柱施工的时间、成本和风险,可视情况单独或组合使用,可对高含水层及管外窜进行有效挤注、封堵作业.     

冀东油田分注管柱调剖适应性分析及改进方法

冀东油田注水井存在井深、井斜、高温、高压、分注管柱复杂、作业费用高的问题,为了安全地利用原井分注管柱进行调剖,对在利用分注管柱调剖实践中暴露出的卡管柱、仪器遇阻、无法投捞等问题,结合油藏条件、管柱结构、生产管理进行了分析,认为主要原因是地层出砂、频繁关停井、调剖剂沉降黏附。综合分注、调剖的技术特点,提出了管柱调整、调剖工艺优化配套、加强水井管理等改进措施,提高了分注井不动管柱调剖实施成功率,降低了作业工作量和费用。     

双密封套管保护封隔器的研制与应用

为了解决分注井套管保护封隔器有效期短、套管长时间承压及腐蚀等问题,研发了双密封套管保护封隔器。该封隔器增加了承压胶筒、扶正装置和复位弹簧,有效阻隔了注水压力波动对密封胶筒的破坏,并降低了管柱蠕动。双密封套管保护封隔器在现场实施5口井,最大井深2 371 m,最大井斜30.57°,注水压力17.5 MPa,持续跟踪现场测试24个月,有效密封率达100%,并继续有效。现场应用结果表明:双密封套管保护封隔器可大幅提升密封性能,延长分注管柱的使用寿命。     

提高大斜度水井分注有效率工艺实验

中原油田采油六厂注水井具有造斜点高、斜度大和分注井段斜度大且长的特点,在大斜度水井分注中,应用Y241—114+Y111—114组合式封隔器,配套水力锚、油管补偿器等工具,能够解决大斜度井分层注水中管柱伸缩蠕动、提前解封失效等一系列问题,从而提高卡封分注成功率.通过井斜对卡封管柱长度的影响和对坐封效果的影响的分析,以及允许通过井下设备的最大长度的理论计算,进行了大斜度水井卡封分注工艺技术完善.为延长分注有效期进行降压增注,现场施工时下酸化分注一体管柱,封隔器校深坐封后,按酸化施工设计实施酸化工艺,酸化后若封隔器有效则直接注水,以降低分注后注水压力,延长分注有效期.     

变形井分层注水工艺技术

针对套管变形后无法使用常规的分层注水工艺管柱的问题 ,研制出了适用于套管变形井的分层注水工艺管柱 :封上注下或封下注上的分注管柱和二级二层或三级三层的分注管柱。给出了KSQ水井锚、Y341注水封隔器及KPX偏心配水器等主要配套工具的工作原理。现场应用表明 ,该分层注水工艺管柱基本满足了油田现场对变形井分注的要求。对目前仍然存在的问题提出了相应的建议。     

分注管柱失效原因分析及治理对策探讨

针对分注管柱失效问题,从井筒状况、管柱设计、层段配注、作业施工以及后期管理等方面,结合具体井例进行了详细分析。分析认为,管柱失效的主要原因有井壁结垢、堵剂、套变、管柱设计不合理、层段或动态停注等。因此,提高分注管柱的有效期应从完善配套的井下工具、合理进行管柱设计、作业监督和后期日常管理等方面采取治理对策。WC10-11井的现场应用表明,分注井实施治理对策切实可行,可有效延长分注管柱有效期,减少管柱失效造成的水井作业换封,具有较强的操作性及适应性。     

免投死嘴高压分注工艺及应用

针对高压分层注水井因投捞调配困难、分注工艺成功率低的问题,对免投死嘴高压分注工艺进行了研究。研制的配水器具有设定压差开启机构,可将水嘴暂堵,研制的封隔器坐封压力低,耐压高;管柱下井低压坐封封隔器,不需投捞死嘴即可实现高压分注。和常规分注工艺相比,一方面减少了多次投捞死嘴、配下水嘴工序,减少了投捞遇卡机会,另一方面,避免了管柱憋高压坐封、拔死嘴注水时的压力波动,注水管柱工作平稳,管柱蠕动量小。同时,还可以通过流量计分层测试辅助验封,施工工艺简便,成功率高,目前在河南油田高压分注井应用150井次,工艺成功率90%,解决了高压分注难题。     

冀东油田分层注水工艺技术

冀东油田注水井井段长,油层埋藏深,层间矛盾突出。开发中后期的当务之急是解决层间矛盾。介绍在"九五"期间通过对分注井坐封测试不打捞技术、大压差长效分注管柱、套变井分注等问题的研究和攻关形成的适合冀东油田的分层注水工艺。介绍冀东油田几种分注管柱、配套工具以及"九五"期间分注的进展与效果。     

深井多级分注工艺管柱研制及应用

针对常规多级分注管柱在深井中应用时存在管柱蠕动、封隔器解封起钻拉力大、作业风险高以及洗井困难等问题,研制了深井多级分注工艺管柱。这种管柱主要由非金属水力锚、Y344低解封力封隔器、桥式偏心配水器、预置工作筒和球座及眼管总成等组成,具有防蠕动、解封洗井和可重复坐封等优点。管柱于2011年在长庆油田现场应用5口井,最大井深2 975 m,最大分注级数4级,封隔器验封合格率100%,解封洗井作业顺利,可重复液压坐封,施工成功率100%,为深井多级分注提供了有效的工艺技术手段。