斜井分层注水工艺技术研究

结合江汉油田注水井的现状,通过对水力压缩式封隔器胶筒、无锚定的斜井分层注水管柱以及采用锚定加扶正的斜井分层注水管柱进行理论受力分析及管柱变形量计算,找出了斜井分层注水管柱中封隔器失效快的原因主要是封隔器胶筒不居中及管柱伸缩蠕动比较厉害,研究了一套适合于斜井分注的工艺技术,通过采用扶正技术、伸缩补偿技术及锚定技术解决了斜井中封隔器胶筒不居中及管柱的伸缩蠕动弯曲问题,从而极大地延长了斜井分注井的使用寿命。     

一体化长效分注管柱研究与应用

针对因套损、封隔失效、洗井不通以及测试调配不顺等因素引起的分层注水有效期短的问题,研制了一体化长效分注管柱。该管柱通过地面和井下系列防返吐注水工具的配合,使分注管柱停注后快速稳压,封隔器不解封,既防止了地层、井筒和地面流程三者之间返吐串流,又防止地层之间串流,减少地层出砂、出油,有效维护了井筒和测调状况,延长了分注管柱有效期。现场应用30余井次,应用统计表明,一体化长效分注管柱平均在井周期达到1 050 d,高于油田平均合理失效周期330 d,有效测调最长达到1 290 d。该技术实现了分层注水管柱"长效"运行,可降低水井作业频次,有利于油田水驱稳产,具有良好的推广应用前景。     

三级分层注水管柱蠕动研究

多级细分层注水已成为开采薄差层油气资源的重要手段,但由于其注水管柱结构、工艺流程以及管柱受力相对复杂,使得封隔器蠕动失效问题日益突出。为了更准确地分析注水管柱蠕动影响因素及蠕动规律,在考虑管柱受力、管柱结构和作业参数等多种因素的基础上建立了三级分层注水管柱封隔器蠕动模型,并提出了蠕动计算的新方法。通过对实际注水管柱在不同作业工况下的蠕动分析,得到了注水压力、节流压差及注水温度等因素对注水管柱蠕动的影响规律,即第一层段注水压力增大时,注水管柱蠕动量最小;当第一层段配水器节流压差逐渐增大时,各级封隔器蠕动量最小;当注水温度随着注入时间的延长越接近地层初始温度时,注水管柱蠕动量越小。研究结果表明:施加刚性锚定和锚定补偿措施可以大幅度减小管柱蠕动,对延长封隔器寿命和提高分注作业成功率有重要意义。     

注水管柱中温度效应的分析与计算

根据注水井管理要求,在分析研究注水管柱在各种工作状态时的温度分布和工作状态变化时所引起的温度变化的基础上,通过井筒的热传导方程和管柱的热效应方程,推导出一套比较精确的注水管柱温度效应求解方法,为合理设计注水管柱提供一定的理论依据。通过计算示例与分析证明了温度效应的影响,指出了封隔器密封失效的原因,以求达到合理设计注水管柱及配套相应工具、延长注水管柱的使用寿命、减少作业次数、提高油田注水开发效果的目的。     

注水井管柱轴侧向力耦合模型及安全评价研究

为了准确地评价高温深井中分层注水管柱力学强度的安全性,根据分注管柱多封隔器多点锚定的特点,建立了注水井多封隔器管柱轴侧向力耦合模型,分析了多封隔器管柱的蠕动机制,计算了管柱关键力学参数和蠕动量。进一步选取管柱变形、封隔器失效、胀爆、挤毁、本体拉断和永久螺旋屈曲6个指标,建立注水井管柱安全评价指标体系;通过软件编程方法,以安全指标雷达图和封隔器信封曲线的形式,可视化地评价管柱的安全性。通过对青海油田X-24井管柱注水和洗井工况的分析,此高温深井在注水工况下,安全注入的压力较低,需在顶部封隔器处加装油管锚和伸缩补偿器;在洗井工况下,洗井液温度比洗井排量对管柱安全的影响更大。建立的管柱力学模型和安全评价方法可以有效指导高温深井注水管柱的安全设计及作业工艺参数优化。     

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...     

高压防砂截流器的研制与试验

注水井井口安装单流阀是防止因注水系统压力波动从而导致地层激动出砂、砂埋油层、砂埋管柱、分注管柱失效、分注井封隔器砂卡等的重要措施;但是老式注水井口单流阀具有有效期短、维护困难、维护工作量大等缺点。为解决上述问题,研制出了一种新式高压防砂截流器。现场试验结果表明,新式高压防砂截流器截流效果好、使用寿命长、维护方便,具有良好的推广应用价值。     

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.     

牛心坨油田分层注水配套工艺改进与完善

牛心坨油田油藏埋藏深,油品为高凝稠油,目前主要分注工艺为油套分注和双管分注,存在封隔器稳定性差、双管无法实施洗井、高压井管柱弯曲及出砂结垢井管柱堵塞等问题,影响了注水开发效果。针对上述问题,加强了分层注水工艺的改进和完善,研制了更为稳定的可洗井封隔器,研发了可洗井双管分注管柱和高压井平衡注水管柱,设计了出砂井防堵注水管柱。通过上述配套工艺的形成,牛心坨油田分层注水稳定性得到明显提高,为区块的高效注水开发提供了技术支持。     

超深双台阶水平井分注及酸化一体化管柱研究

常规偏心分层注水会导致区块欠注严重,难以满足超深双台阶水平井分层注水及不动管柱分层注水分层酸化要求。为此,研制了超深双台阶水平井分注及酸化一体化管柱和配套工具。管柱主要由封隔器和注水酸化一体化配水器等组成。测调过程中测调仪器与管柱中的配水器采用同心对接,投捞成功率高,通过与特制酸化芯子配合可实现不动管柱分层酸化。利用WELLCAT软件模拟注水、酸化和停注时各封隔器的受力、管柱伸缩长度以及管柱整体强度。现场试验结果表明:超深双台阶水平井分注及酸化一体化管柱及配套工具设计合理,施工成功率100%,层段之间注水合格率100%,能够满足超深双台阶水平井的分层注水及酸化要求。研究结果可为封隔器及伸缩管的选择提供理论依据。     

高压注水管柱受力分析

进行高压注水管柱受力分析的目的就是根据注水条件研究注水管柱在不同过程中的各类效应，以及这些效应对管柱产生的受力和变形规律，从而明确注水管柱的工作状态，保障注水管柱有效合理地工作。较详细地分析了高压注水管柱在锚定、坐封以及注水3个过程中的受力状态和变形情况，并分析了高压注水管柱在不同过程中受到的各种效应的影响，推导出注水管柱在不同过程中的应力及变形的计算公式，并给出了算例。     

丢手管柱的优化及应用

目前,对需卡封验封或卡封补层-气举降液面的井,吐哈油田井下作业仍采用单一的管柱结构.为提高作业进度,节约成本,将丢手-验封和丢手-气举降液面管柱进行了优化组合,简化了作业工序.经可行性论证,将优化管串在5口井上应用均获得成功,达到了预期目的.     

胜利油田注水管柱腐蚀机理与防治技术

针对油田注水开发过程中井下油管和配套工具普遍存在的腐蚀现象以及所带来的问题,在对胜利油田近年来注水管柱腐蚀状况进行统计分析的基础上,认为注水管柱的腐蚀机理主要是溶解气腐蚀和垢下腐蚀。结合胜利油田在延长注水管柱工作寿命方面所采取的一系列防腐措施,对各种防腐管柱的防腐效果进行了分析。分析结果表明,镍磷镀油管的防腐效果较好且经济,因而注水开发油井推荐采用镍磷镀油管,并建议注水工具全部进行镍磷镀防腐处理。指出注水管柱防腐技术的下一步发展方向是玻璃钢防腐技术和玻璃钢内衬防腐技术。     

放射性同位素测井技术在多层管柱配注井中的应用

针对常规放射性同位素吸水剖面测井工艺无法满足多层管柱配注井吸水剖面测试要求的问题,通过优选放射性同位素示踪剂和防弥散剂,优化放射性同位素示踪剂注入参数等措施,提高放射性同位素示踪剂测试精度。研发了同位素示踪剂井口释放装置,其利用不同注水层段间的注水压差在井口采油树即可释放同位素示踪剂,操作简单可靠。该技术解决了多层管柱配注井的测井难题,为多层管柱配注井技术的推广应用提供了技术支持。     

机械分层防砂分层注水新技术的研究

针对目前埕岛油田注水工艺存在的不足,提出了一种分层防砂分层注水新技术,重点介绍了工艺管柱的结构、工作原理、技术指标及技术特点。分层防砂工艺是将大通径滤砂管和液压封隔器组成的防砂管柱悬挂在油层部位,利用分层封隔器保证注水层间的有效分割,互不串通,滤砂管保证地层砂不反吐到防砂管柱内部。分层注水工艺主要采用小直径的空心配水器和可洗井封隔器,注入水经过配水器芯子的水嘴注入到地层。分层测试调配工艺是采用钢丝投捞方式进行测试和调配。该项工艺技术在现场已实施3井次,成功率100％,能够满足埕岛油田分层防砂分层注水的要求。     

钻柱动力学研究及应用进展

石油钻井钻柱是石油工业中用量大、质量要求高的管材，处在充满钻井液的狭长井眼里工作，受力情况非常复杂。每年国内外都会发生大量钻柱失效事故，造成重大经济损失。在钻柱失效调研分析的基础上，阐明了钻柱失效的主要原因，指出了钻柱动力学研究的重要性，详述了国内外钻柱动力学研究的历史和最新进展，介绍了钻柱动力学研究的应用现状，分析了现存模型的优缺点和国内外研究的差距，总结了钻柱动力学的研究方法，强调了钻柱动力学研究急需解决的核心技术问题。现有钻具材质及结构条件下，减少钻柱疲劳破坏的最有效途径是根据钻柱的动态应力特征，优化钻柱结构和工作参数，使钻柱尽可能在低动态应力水平下工作。     

储气库注采管柱静、动力学安全性评价及软件开发

在储气库高速交变注采的特殊工况下,注采管柱的力学强度安全性将变得非常复杂。为了准确方便地评价注采管柱的力学强度的安全性问题,开展了储气库注采管柱静、动力学安全性评价研究,并开发了相应的评价软件。首先,根据注采管柱的实际结构和受力特点,建立了封隔器对管柱作用力的计算模型和注采管柱振动的有限元模型,通过模态分析,研究了带封隔器管柱的固有频率和振型;在模态分析的基础上,对储气库注采管柱进行了瞬态动力学研究,分析了距封隔器不同距离管柱的振动位移、速度和加速度的变化规律;根据不同时刻管柱的轴向力和应力分析,计算得到了注采管柱的动力学安全系数;最后,开发了储气库注采管柱静、动力学强度安全性评价软件,该软件包括数据库模块、管柱静力学分析模块、管柱动力学分析模块和管柱安全性评价模块,为储气井注采参数的优化或优选以及注采管柱安全的运行提供参考。     

分注井水嘴直径选择的研究与应用

文章结合现场录取数据,建立一套分层测试管柱,并讨论了分层注水管柱中压力损失的计算方法,分析了分注井水嘴设计的理论模型及水嘴直径设计方法.使用表明,水嘴随管柱一次下井,其单层配注符合率达到了80%以上,基本满足了配注要求,还大大减少了后期测试调配的工作量,提高了测试层段合格率.     

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。