遇水自膨胀封隔器研制及在水平井中的应用

边底水侵入、油井含水上升过快是制约水平井高产稳产的主要因素,有效的分段隔离是解决问题的关键,需研究可靠性高、成本低、可适应裸眼环境的遇水自膨胀管外封隔器,以及在水平井中控水堵水的工艺。介绍了国外公司对遇水自膨胀封隔器的研究与应用进展。通过膨胀机理试验研究和封隔器地面台架试验,开发出国产遇水自膨胀封隔器,并在油田成功进行了现场试验。试验结果表明,该封隔器各项指标达到设计要求,完全满足常规完井与控水工艺需求。     

水平井分段压裂裸眼封隔器研制及应用

研制了适用于ø152.4 mm井眼的压缩式裸眼压裂封隔器。设计了胶筒防突机构及限位机构,显著提高了高温条件下封隔器的环空密封性能。在密封圈两侧增加了密封挡圈,增强了封隔器在高温条件下的密封可靠性。在充满120 ℃导热油、内径为ø160 mm的井筒中进行室内试验,封隔器的双向环空密封压力均达70 MPa。该封隔器在苏里格气田成功应用。为裸眼水平井分段压裂提供了技术保障。     

水平井分段压裂裸眼封隔器的研究与应用

为了能更有效地利用水平井裸眼完井压裂技术开发苏里格低渗透气田,自主研发了水平井分段压裂配套工具。裸眼封隔器是其重要组成部分,其性能直接影响压裂施工的效果。针对现场实际情况,设计了开启阀式裸眼封隔器,封隔器开启压力可根据施工井情况进行调节,有效防止了下井过程中封隔器提前打开坐封。密封胶筒采用单流阀设计,可以保证胶筒充分膨胀,加强密封效果。该封隔器采用扩张式胶筒结构,配合悬挂器、投球滑套、压差滑套、坐封球座等工具在苏里格地区进行了4口水平井的成功应用,证明能满足水平井分段压裂工艺管柱要求,为水平井裸眼完井分段压裂能顺利进行提供了技术保障。     

水平井裸眼封隔器分段压裂技术在苏10区块的应用

根据苏里格气田低渗、低压、低丰度岩性气藏的特点,在总结以前水平井压裂经验的基础上,实施了水平井裸眼封隔器分段压裂技术,并在苏10-31-48H井取得成功应用,取得了较好的效果.     

水平井裸眼封隔器多级分段压裂技术在苏75区块的应用

苏里格气田特有的低渗、低压、低丰度、低产等地质储层特性,使得压裂改造成为区块建产开发的必要手段.实践证明,水平井压裂工艺技术的研究与应用为实现低成本开发、提高单井产量、保证持续稳产的更高目标提供了更好的技术支持.截至目前,苏75区块已经开发生产水平井6口,均采用裸眼封隔器多级分段压裂技术进行开发应用,都取得了显著的效果,其开发投产气产量是普通直井的3～6倍,表明水平井裸眼封隔器多级压裂技术已应用成熟,为今后的水平井开发应用提供了技术支撑.     

φ140型裸眼分段压裂套管外封隔器的研制

封隔器是水平井裸眼分段压裂完井管串中的关键部件,其性能好坏将决定压裂施工的成败。为此,研制了φ140型裸眼分段压裂套管外封隔器。这种封隔器由定位套、阀环体总成、胶筒总成、中心管、滑套和剪销等组成,在井径不大于240 mm时,可密封外环空压力70 MPa。室内试验和现场应用表明,这种封隔器具有结构简单、密封可靠、承压高、耐高温、适应井径范围大等特点,能够满足水平井裸眼分段压裂施工的要求。     

水平井裸眼分段压裂工艺在白云质泥岩储层中的应用

中原油田濮城油区部分井层岩性类型以白云质泥岩为主,微裂缝及孔洞发育,但总体上孔渗性较差,经分析认为剩余油潜力较大,决定对水平井濮1-FP1井进行分段压裂改造。通过对储层物性研究、测试压裂分析及压裂软件模拟进行压裂参数优化,确定了适合该井的分段压裂施工参数,优选了压裂液和支撑剂,成功地完成了十段压裂施工,注入总液量2975m3,加入支撑剂308m3,压后取得了一定的增产效果。该井多段压裂工艺的成功应用为下一步该区块白云质泥岩储层的压裂改造提供了依据和施工经验。     

水平井封隔器分段压裂技术在川西油气田的应用

水平井封隔器分段压裂技术对川西难动用储层具有较强的针对性,通过对裂缝条数、裂缝半长、长度组合等参数进行优选,得到了新场沙溪庙组气藏水平井的压裂施工优选参数;并研制了适合于套管井的国产化的封隔器组合,采用封隔器配合喷砂滑套进行分段压裂改造。水平井封隔器分段压裂技术在XS21井成功应用,取得了很好的增产效果。     

自膨胀封隔器封压性能技术分析

介绍了自膨胀封隔器的结构和特点.膨胀橡胶材料、封隔器尺寸和防突环结构是影响封隔器的封压性能的关键因素.根据有限元分析、试验对比等方法,提出了提高自膨胀封隔器封压性能的主要措施.以美国巴肯页岩油藏应用的自膨胀封隔器为例,证明自膨胀封隔器在多级分段压裂完井中可有效封隔层段,且成本低.     

分段压裂封隔器叠层钢片膨胀筒的密封机理

叠层钢片膨胀筒的密封问题是水平井分段压裂封隔器的技术难点。根据该封隔器的前期研制经验,从零件结构和材质特性等方面分析了膨胀筒的密封机理。得出结论(1)将外胶筒硫化在叠层钢片上可以解决外胶筒与钢片的密封;(2)内胶筒与钢片的密封应通过内胶筒的塑性及其表面结构来实现;(3)采用渐开线钢片可以实现钢片与钢片的密封。     

K341型裸眼水平井压裂封隔器研制

在水平井分段压裂时,常规封隔器存在中途坐封和不能承受高的坐封压力的问题.研制了K341型裸眼水平井压裂封隔器,设计有防中途坐封机构,保证封隔器能可靠坐封.单流控制阀关闭机构使该封隔器在坐封时免受高压力作用.室内及现场试验表明:该封隔器坐封可靠、承压能力强,满足水平井分层压裂工艺要求.     

超深裸眼注水封隔器的研制与应用

针对塔河油田碳酸盐岩油藏实施分段注水存在的问题,以及常规裸眼封隔器在超深裸眼分段注水工艺中存在的不足,在裸眼封隔器工作方式优选的基础上,选择K341裸眼注水封隔器方案。介绍了K341裸眼封隔器的结构和工作原理,对封隔器的胶筒、坐封机构、胶筒密闭/锁紧机构、解封机构和平衡机构等进行了结构设计,优化了K341裸眼封隔器的结构。同时为防止套管腐蚀,在分注管柱结构中增加了1级套管封隔器,并在管柱中加安全接头。2口裸眼分层注水井现场试验都取得成功,验证了超深分注管柱与裸眼封隔器的可靠性和安全性。     

衳眼封隔器完井水平井出水治理技术研究

针对吉林油田大安北致密油水平井采用裸眼滑套可开关封隔器多段分压工艺开采,对压后段间矛盾突出,呈现产量低、含水高的情况进行了出水治理技术研究。采用普通油管或连续管带动开关工具,可以将任意层的滑套打开或关闭进行逐层试采,也可以将高含水层段关闭,达到堵水消除段间干扰目的。2口井的现场施工结果表明,施工成功率100%,有效率100%,其中施工后的红平X1井由原来平均日产油0.5 m3增至5.0 m3,红平X2井由原来平均日产油1.8 m3增至8.5 m3。研究结果可为该类水平井的出水治理提供参考。     

水平井不动管柱多级水力喷砂分段压裂技术

针对目前国内外超低渗透油藏水平井压裂改造工艺复杂、工具应用效率低和可靠性差的现状,设计了不动管柱多级水力喷砂分段压裂工具,研发了投球式滑套喷射器与封隔器,将多套喷射器串接,施工时通过投球的方式逐级打开各级喷射器和封隔器,实现射孔及压裂。该工艺管柱具有井下工具少、不泄压投球等特点,能够不动管柱一次性完成水平井3层段分段压裂。现场试验结果表明,该工艺管柱性能可靠,提高了分段压裂改造成功率和施工效率,是一种先进、安全、可靠、高效的水平井分段改造工艺技术。该水力喷砂分段压裂技术为改善水平井开发低渗透油田效果提供了工程技术保障。     

水平井固井预置滑套多级分段压裂完井技术

针对胜利油田薄互层低渗透等致密砂岩油藏及页岩油气的地质特点和非常规压裂改造的需要,研发了水平井套管固井预置滑套多级分段压裂完井技术。该技术具有压裂级数不受限制、管柱保持统一通径可满足大排量、大规模网缝压裂的需要,后期可选择性开关滑套实现生产控制或重复压裂等特点。室内模拟试验结果表明,预置可开关滑套在模拟固井状态下开启和关闭可靠,密封压力达70 MPa,能够满足现场需求。     

多级酸压在超深裂缝型碳酸盐岩水平井的应用

塔里木油田奥陶系碳酸盐岩油藏以裂缝、溶蚀孔洞为主要储集空间,具有超深、高压和高温的特点。裂缝以中－高角度缝为主,既是储集空间又是主要的流动通道,孔喉配合度低,连通性差,需要酸压才能建产。影响酸压效果的主要因素是长裸眼井段酸压方式的选择以及酸蚀裂缝是否沟通有效缝洞储集体。针对以上难点,开展了各级酸蚀裂缝长度、导流能力、施工规模、前置液比例和排量等参数优化,优选压裂液和酸液,形成差异化的多级酸压优化设计方案。现场施工效果表明,设计参数合理、有效,多级酸压技术适用于超深裂缝性碳酸盐岩油气藏的增产改造。     

非常规油气水平井管内多级分段压裂新技术

非常规油气藏开采难度大,开发成本高,原有的水平井管内分段压裂技术存在分段级数少、压裂规模小等问题,无法满足非常规油气资源高效开发的要求。为此,分析了水平井泵送桥塞、固井投球滑套、连续管拖动封隔器等多级分段压裂新技术,其中,泵送桥塞射孔多级分段压裂技术分段级数不受限制,适合大排量、大液量压裂要求,是页岩油气开发的利器。固井投球滑套分段压裂技术滑套可重复开启,能满足选择性生产、堵水及重复性压裂的需求。各种水平井管内多级分段压裂新技术的成功应用,为非常规油气藏开发提供了强有力的技术支持。     

多级压裂自助解封封隔器及其管柱研究与应用

为实现对河南油田安棚深层系和泌阳凹陷等区块中多层系及大跨度储层的低成本多级压裂增产措施,研制了一种多级压裂自助解封封隔器及其工艺管柱。该管柱主要由多级压裂自助解封封隔器和滑套喷砂节流器等工具组成。其中多级压裂自助解封封隔器设计了自助解封机构,压裂后可快速解封,消除了多级分层压裂易砂卡管柱的问题,同时具有良好的耐高温高压性能。滑套喷砂节流器设计了耐磨级差滑套,可实现投球打滑套分层压裂。5口井的现场试验证明,设计的工艺管柱耐温耐压性能良好,解封安全可靠,能满足河南油田多层油井1趟管柱分层改造的需要,具有良好的推广应用前景。     

侧钻小井眼裸眼封隔器完井的技术改进

为探索苏里格气田降低开发成本、挖掘气藏剩余产能的有效途径,长庆油田近些年陆续开展了一些老井侧钻水平井的技术试验,取得了较好的开发效果。对于Ø139.7 mm套管的老井侧钻小井眼水平井,由于裸眼井筒尺寸过小,侧钻时对套管产生了明显偏磨,给裸眼封隔器完井工具的入井、坐挂和回接均带来较大的风险,试验过程出现了一些复杂情况。针对苏里格气田侧钻小井眼裸眼封隔器完井复杂情况的技术分析,找出了形成复杂情况的关键因素,优化了完井工具的管柱结构,完善了完井作业的施工方案,在2口试验井中一次成功的实现了完井管柱入井、悬挂器坐封脱手和悬挂器回接作业,取得了预期的改进效果,为侧钻小井眼裸眼封隔器完井技术的推广试验积累了经验,为长庆苏里格气田的产能挖潜提供了技术借鉴。     

水平井裸眼分段压裂完井技术在苏里格气田的应用

水平井裸眼分段压裂完井是改变低渗透油气田多井低产、转变发展方式、实现少井高产的重要手段。为了最大限度地提高苏里格气田低压、低渗透气藏的产量,苏里格气田采用了水平井裸眼分段压裂完井技术。截至目前,该气田已在15口水平井上应用了水平井裸眼分段压裂完井技术,完井后的产气量是周围常规酸化压裂邻井的5～10倍。介绍了水平井裸眼分段压裂完井管柱的结构、工作原理、技术特点以及配套工具的结构特征。以苏20-13-21H井为例,介绍了水平井裸眼分段压裂完井的设计原则、裂缝参数优化方法、压裂材料优选方法及分段压裂完井的工艺流程。