多段分层注水井逐级解封封隔器研制与应用

常用压缩式封隔器的技术结构普遍是坐封时用解封销钉来锁住整个坐封机构,保持胶筒压缩,解封时通过剪断这个销钉实现胶筒的释放。如果解封销钉小一些,注水过程中外压升高时,销钉常常会自动剪断使封隔器解封;如果加大销钉,每一级封隔器解封力增大,导致管柱上提力逐渐增加,致使解封困难。针对这个问题,通过改变封隔器的技术结构,使坐封机构和解封机构脱离,研究设计了能实现逐级解封的注水井可洗井封隔器,从而改变了常规水井封隔器管柱上提整体管柱、封隔器胶筒同时摩擦套管壁的概念,每级封隔器单独承受上提管柱的解封力,从最上一级封隔器开始依次解封。现场应用表明,逐级解封封隔器实现了管柱在封隔器逐级解封的情况下小载荷起出,从而有效地解决了管柱无法顺利起出的问题,为多层段细分注水提供了技术保障。     

逐级解封封隔器

常规封隔器解封时,由于中心管整体受力,解封负荷不断增大,作业施工中容易出现拔不动的现象.为此,设计了一种新型的解封机构, 以改变封隔器解封时的受力方式,使封隔器按照由上至下的顺序逐级解封,从而减小了解封负荷,保证作业施工的顺利进行.室内实验和现场试验表明,此封隔器具有逐级解封功能,技术指标达到设计要求.     

多级分注井封隔器研制与应用

针对常规多级分注时封隔器解封起钻拉力大、作业风险高、洗井困难等问题,研制了一种多级分注封隔器。该封隔器具有坐封压力低、油套环空加压解封、解封状态下洗井以及可重复坐封等优点,有效地解决了多级分注技术难题。2011年在长庆油田现场应用5口井,最大分注级数4级,最大井深2 551m,封隔器验封合格率100%,解封洗井作业顺利,封隔器可重复液压坐封,为多级分注提供了有效的工艺技术支撑。     

Y441系列双压差逐级解封封隔器

Ｙ４４１系列双压差逐级解封封隔器（以下简称Ｙ４４１封隔器）采用液压坐封，双锥体卡瓦锚定，机械内锁紧，上提下放管柱解封的结构，具有多级使用，逐级解封的功能，坐封可靠，卡位准确，并能改善管柱受力状况。该封隔器与配套工具组合，能形成六套工艺管柱，可适应不同井况的工艺要求，现场３００多井次的应用表明，Ｙ４４１封隔器性能优良，并部分地替代了国外进口的同类产品。     

Y341-洗井解封型封隔器的研究及应用

胜坨油田因地质结构疏松,经过30多年的大排量强注、强采,水井停注或洗井时地层返吐出砂;再加上胜坨油田注水水质差,造成Y341型封隔器(因砂堵、腐蚀、结垢,)洗井活塞打不开洗井不通,严重影响了有效注水。为此开发研究了Y341—洗井解封型封隔器,该封隔器吸收了Y341型和K344型封隔器的优点,为了预防停注时不水窜,设计了自锁装置;为满足坐封压力低,密封压差大的现场需要,设计了四个坐封活塞;经现场试验,全部取得了成功,现为胜坨油田分层注水的主要工具     

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。     

逐级解封注水封隔器研制

为改善常用Y341注水封隔器在多级分注工艺中的不适应性,研制了具有两种解封方式的Y342(1)逐级解封注水封隔器,以降低多级分注井的作业风险。     

分层注水井隔层测压封隔器解封机理

注水井分层静压测试工艺有整体测试和隔层测试两种,大庆油田近年注水井分层静压测试成功率普遍极低,隔层测试过程中封隔器解封是主要制约因素之一。总结了隔层测试封隔器解封时的典型曲线特征,分析了注水井分层测压过程中管柱受到的4种力学效应和封隔器受力情况,研究了隔层测试时封隔器解封机理,探索了适合大庆油田的注水井分层测压施工工艺。结果表明:隔层测试时不合理的注入压力导致了封隔器解封销钉剪断,但当油管压力高于套管压力时封隔器胶筒仍有一定的密封能力,它随油管压力的降低而降低,当油套压持平时密封能力完全消失。通过优化隔层测试时的注入压力,大大减少了测压过程中封隔器解封现象,显著提高了测压成功率。     

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。     

Y241高压挤注封隔器的研制与应用

针对目前常用的高压挤注封隔器在遇到含砂井和结垢井,水力锚的锚爪不容易收回,造成封隔器解封困难,以及带水力锚的封隔器管柱需配备卸压阀,等压力平衡后才能解封封隔器的问题,研制了新型高压挤注封隔器,即Y241型封隔器。该封隔器是把水力锚结构改为双向卡瓦结构,克服了水力锚结构的不足,能满足分层酸化、分层压裂、分层注水以及分层挤堵作业的需要,作业操作简单,使用安全可靠。现场应用12井次,从坐封、井下工作、洗井、解封均一次性成功,最高压力达60MPa,注水井的有效期与同类封隔器相比延长40%。     

Y441系列双压差逐级解封封隔器

Ｙ４４１系列双压差逐级解封封隔器（以下简称Ｙ４４１封隔器），采用液压坐封，双锥体卡瓦锚定，机械内锁紧，上提下放管柱解封的结构，具有多级使用，逐级解封的功能。坐封可靠，卡位准确，并能改善管柱受力状况。该封隔器与配套工具组合，能形成六套工艺管柱，可适应不同井况的工艺要求。现场３００多井次的应用表明，Ｙ４４１封隔器性能优良，并部分地替代了国外进口的同类产品。     

分注井水力压缩式封隔器失效原因分析与对策

随着分层注水向深井、斜井发展，以及注水压力的提高，封隔器工作时的移动严重影响了分层注水的成功率。由于在斜井中分层注水管柱受力不平衡，在正常注水时，管柱上存在虎克定律效应、压力效应、螺旋弯曲效应及温度效应，此四种效应的综合作用导致了分层注水管柱的伸长和缩短，造成封隔器在井下移位，使封隔器密封失效，甚至造成封隔器自动解封。     

注水井多级封隔器逐级验封技术研究与应用

分层注水中封隔器密封情况,对分层注水成败具有十分重要的意义,验封就显得非常重要。针对分层注水井验封过程中存在的斜直井验封仪起下困难及封隔器密封判断的复杂性,研制开发了适合不同井斜分注井验封的新型验封仪,现场试验效果良好。     

大斜度井可洗井注水封隔器的研制与应用

针对常规封隔器在大斜度井上应用存在密封效果差及反洗井后活塞关闭不严等问题,研制了大斜度井Y341可洗井高效注水封隔器。该封隔器胶筒肩部设计了防突机构,可限制胶筒朝油套环空"突出"或"流动";反洗关闭胶座采用钢丝簧和橡胶硫化结构,具有反洗井单向打开功能。室内和现场试验表明,该封隔器密封和反洗井性能可靠,达到设计要求,可满足密封压差30 MPa、井斜小于40°的分层注水要求,最长密封有效期超过700 d。该高效注水封隔器为大斜度井和深井精细分层注水提供了技术支撑。     

JDY341X-110大斜度井注水封隔器的研制和应用

为了解决南堡油田大斜度注水井在分注作业过程中封隔器起下困难及坐封、洗井过程中封隔器胶筒受力不均、蠕动变形严重的问题,对传统 Y341注水封隔器的结构进行了改进,采用抗高温高压密封元件,使封隔器更能满足斜井的工作条件和工作要求,并具备了重复坐封的能力。室内试验和现场试验表明,该封隔器可以满足大斜度井上高温高压注水要求,可在井斜在 50° ~70°的斜井上实现偏心定量分注。     

Y341-114DC1-90／15封隔器研制

Y341-114DC1-90／15封隔器涉及一种油水井分层开采与分层注水装置，属于压缩式不可洗井封隔器装置，尤其适用于水井分层注水。[第一段]     

Y342-114封隔器的研制与应用

目前,中原油田分层注水大都采用Y341-114型封隔器,这种封隔器在中、低压井中的应用情况较好,但对于渗透性差、油层埋藏深的高压注水开发油田,其使用效果明显下降,主要表现为密封性差,使用寿命短,换封作业频繁,维护投资过大。究其原因,主要是这种封隔器在结构设计上存在两大不足,不能满足高压分层注水的实际需要:一是胶筒肩部保护措施不完善;二是解封机构不合理。通过改进,研制设计了Y342-114封隔器,并在12口井上进行了应用,较好地解决了高压分注难题,成效显著。     

YSYK344型液控压缩式封隔器研制与应用

针对海上油田注水井封隔器存在反洗通道易堵塞、胶筒扩张坐封拉伸破坏严重等问题,研制了YSYK344型液控压缩式封隔器。该封隔器采用地面液控方式控制封隔器工作状态,通过活塞坐封距和坐封剪钉的设计,避免了胶筒过分挤压破坏和胶筒下井过程中自动坐封,提高了封隔器的安全性和可靠性。现场应用20多井次,一次施工成功率达100%,为海上油田高效注水提供了技术保障。     

ZYY341—110小直径封隔器在套变井中的应用

针对油田开发后期套变井增多,常规分注工艺采用的Y341—114型封隔器不能满足套变井分注的难题,研制开发了ZYY341—110小直径封隔器。这是一种水力机械压缩式封隔器,适用于套管变形后内通径大于110mm的井的分注卡漏,结构简单,组装试压方便,设计有平衡机构、锁紧机构,后坐距为零,密封可靠。21口井的分注试验表明,封隔器现场施工成功率达到100%,密封性好,有效期长,平均有效期为294天,最长的已达到387天。该型封隔器现已在中原油田采油三厂套变井的分注卡漏中全面推广应用。     

水井封隔器胶筒防掉井装置革新

压缩式封隔器是油田实现分层注水的主要工具，由于压缩式封隔器的解封均以上提强拉为主，不同程度的存在胶筒脱落掉井的情况，而掉井胶筒无法通过常规作业工序打捞（冲、捞），必须通过大修磨铣才能清除。现场统计表明成功释放后二次起出的压缩式封隔器均有一个胶筒脱离本体，且并未随管柱起出地面。随着水井调、重配等次数的增加，掉井胶筒逐渐增加，致使人工井底上升。因此有必要开发一种既不影响压缩式封隔器管柱的分层效果，又能有效防止胶筒掉井的工具。