海上油田防砂完井注水井反洗工艺及配套工具

目前海上油田防砂完井注水管柱不具有洗井功能,注水井长期注水会有污垢、有机沉积、腐蚀物质以及杂质等注入地层,使得注水压力上升、注水量降低,严重影响注水效果;长时间不洗井会出现管柱上提困难,造成大修作业,增加注水井作业成本。鉴于此,将注水管柱配套反洗插入密封工具、防返吐工作筒和配水器工具,可实现注水井不动管柱注水、反洗工艺技术切换,加强海上油田防砂完井井筒维护与管理,提高注水质量,降低注水井反洗成本,缩短施工周期,增强注水效果。现场应用情况表明,经过反洗的注水井注水压力降低,地层吸水指数提高,注水井分层配注量明显增加;井筒及近井地带得到了清洗,井筒内污垢、腐蚀物和杂质均被清除,解决了钢丝作业遇阻问题,改善了注入水质,增强了水驱开发效果。     

液控式分层注水工艺技术

针对埕岛油田先后采用的3种分层防砂分层注水工艺存在的问题,开发了液控式分层注水工艺技术。该技术可有效地解决目前可洗井注水封隔器分层可靠性差的问题,既提高了分注合格率,又解决了可洗井封隔器反洗排量小、反洗通道易堵塞、反洗不彻底的问题,实现了全井筒大排量洗井。埕岛油田CB1B-4井的现场试验表明,该技术可有效缓解目前埕岛油田层间开发矛盾,提高注采对应率,对于降低含水上升率及提高单层开采效果,具有决定性的意义。     

渤海油田可反洗测调一体分层注水工艺

为解决渤海油田常规分注工艺反洗井难、调配效率及调配合格率低的问题，开展了可反洗测调一体分层注水研究。通过配套测调一体配水器、可反洗井封隔器，优化防砂、注水管柱结构，实现了不动管柱反洗井和测调一体功能，形成了渤海油田可反洗测调一体分层注水工艺。渤海油田10口注入困难的井应用该工艺进行了不动管柱反洗井作业，并进行了30井次的调配作业。现场应用结果表明，反洗井工具性能可靠，开关灵活，洗井效果良好，缓解了注水压力升高现象，降低了酸化频次；测调效率显著提高，平均单井调配周期仅需10 h，相较常规分注工艺调配周期2～3 d大幅降低。可反洗测调一体分层注水工艺的成功应用，验证了该工艺的可行性，为渤海油田分层注水开发提供了新的技术手段。      

海上油田反洗井封隔器工具设计

洗井是注水井日常管理中常用的一种手段, 对维护井筒, 防止腐蚀,减少井下污染, 增强吸水能力等起着重要作用。洗井封隔器工艺技术是一种陆地油田常用的不动管柱完成反洗井工艺的技术,但陆地油田洗井封隔器主要针对139.7 mm 套管,少见针对177.8 mm和244.5 mm套管的可洗井封隔器。此外,现有工具存在反洗排量小、反洗通道易堵塞、反洗不彻底的问题, 无法直接应用于海上油田。对洗井封隔器、顶部锚定器、可反洗工作筒、单流阀等工具进行分析,针对海上油田要求对反洗井封隔器及工具进行改进设计。结果表明,设计的工具解决了现有工具存在的问题,可与海上油田现有注水工艺配合,实现40 m³/h大排量反洗。     

海上油田分层开采压力膨胀式插入密封技术

针对海上油田油水井分层开发开采时出现的井下防砂密封筒磨损、划伤及腐蚀等原因造成的与插入密封之间密封失效问题,设计了一种具有主动密封功能的压力膨胀式插入密封,此新型密封通过井下管柱内加压使其受压膨胀后与井下密封筒过盈配合,使密封单元主动与井下密封筒达到密封状态,实现分层目的。解封时膨胀单元自动恢复原状实现顺利解封,解决了使用常规插入密封无法正常分层开发开采的难题。现场应用后通过钢丝压力计分层验封结果表明,该压力膨胀式插入密封与常规插入密封相对比,密封效果好,工艺成功率高,能够实现与井下受损密封筒的有效密封,避免了油水井二次完井防砂带来的大量人力物力消耗,为海上油田油水井的分层开发开采提供了技术保障。     

注水封隔器上压控制式洗井机构设计分析

普通洗井机构不能实现有效的分层注水 ,且洗井压力损失过大 ,常造成洗井不畅 ,而上压控制式反洗井机构具有打开灵活、洗井畅通、关闭可靠等优良性能 ,除洗井时沟通上下层外 ,注水井其他工作状态都能很好地将洗井通道关闭 ,起到密封分层的作用。介绍了其结构和工作原理 ,并根据洗井活塞受力特点进行了状态分析 ,设计了新型的上压控制式洗井活塞和密封面保护机构。现场 2 76井次的应用表明 ,该机构灵活可靠 ,有效地解决了注水开发油田洗井时存在的层间串通等问题 ,可大幅度提高可洗井封隔器的性能指标。     

海上油田同心多管分注洗井防溢流工艺管柱

针对同心多管分注工艺存在管柱不具备洗井功能和不具有井控保护能力的缺点,研究开发了海上同心多管分注洗井防溢流工艺技术。该技术可实现地面直接调节各层注入量,精确控制各层注水量,有效解决大斜度井无法钢丝作业的分注问题;多通道精确注水,有效解决多介质注入问题;能实现不动井口条件下的管柱提升,建立洗井通道,有效解决海上油田注水井洗井不方便、反洗通道易堵塞、反洗排量小、反洗不彻底等技术难题,通过定期活动注水管柱,避免管柱遇卡,减少大修作业;同时可避免注水井停注时液体返出问题,有效地解决了井下安全控制问题。现场应用结果表明,进行该工艺后,绥中X24井分层配注效果良好,在地面实现精确控制各层流量的同时有效解决了因无法洗井管柱拔不动、注水压力上升等问题。     

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。     

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。     

海上油田长效精细分注技术研究与应用

针对目前海上单管测调注水存在封隔器分层可靠性较低、测调遇卡遇阻以及反洗通道较小造成反洗井困难等问题,开发了适合海上油田的长效精细分注技术。该技术采用小直径双活塞液控压缩封隔器,实现了室内动态补压和直观控制;研制了电控智能配水器,通过外置电缆实现供电以及水量的准确控制,借助井口流量计实现各层流量调节;配套的清砂解堵反洗装置能够及时彻底清除油管底部油泥和沉砂。该技术不受井斜影响,分注层数不受限制,单层流量测试精度1. 5%以内,现场15井次的应用中,施工一次性成功率100%,层段合格率95%。现场应用结果表明,长效精细分注技术可较好地满足海上油田大斜度井和大压差分注井的精细分注需求,具有较高的推广应用价值。     

Y441型过电缆封隔器研制

为实现海上油田水平井稳油控水工艺,研制了Y441型过电缆封隔器。该封隔器过流通道采用偏心设计,为过电缆孔道提供了足够的空间。封隔器设计有防中途坐封、上提管柱解封结构,具有坐封密封可靠、过流通道大、过电缆便捷和打捞方便等优点。室内试验结果表明:该封隔器电缆穿越性能良好,坐封、密封、悬挂及解封性能均满足工作要求,是一种新型水平井智能卡堵水作业工具。     

海上油田大斜度井同心双管注水技术

目前海上同心双管注水工艺存在着安全控制不可靠、内外管分层容易失效、封隔器解封不彻底等问题,造成洗井困难且影响油田正常生产。为此研究了新型同心双管注水工艺技术,该技术注水管柱相互独立,施工相对简单,外管附加载荷大大降低,注水三通道都能实现单独的安全控制。环空安全阀采用柱塞坐封方式并有备用注水通道,提高了安全阀的可靠性及使用寿命;内外管的分层采用组合盘根的形式,在容易失效部位采用组合盘根和内胶筒的双级密封方式,密封效果更加可靠;洗井则采用地面单独控制洗井滑套的方式,能够避免地层压差带来的洗井活塞自行开关,而且满足海上大排量反洗井的需求。该技术已在胜利海上油田成功应用10余口井,适用最大井斜为74.18°,层间最大压差为10.5 MPa,有效解决了大压差油层、大斜度井的有效分层注水难题。     

拖动式分层压裂防砂管柱的研究与应用

胜利油田薄层稠油油藏层间差异大,油层跨度大、层多,采用笼统压裂防砂施工时会导致各小层改造不均,甚至有小层无法动用,有时出现压力突变,严重时使压裂防砂失败。为此,研制了拖动式分层压裂防砂管柱。该管柱具有反洗井装置,施工时可以不动管柱快速反洗井;具有单向密封装置,可防止洗井时充填砂大量返吐。利用该管柱可实现1趟管柱完成2层及以上的压裂防砂施工。该管柱在现场应用12口井,一次性施工成功率100%,所有施工井目前仍正常生产,最长连续生产时间930 d,施工后日产液量增幅均在2倍以上。应用拖动式分层压裂防砂管柱不仅实现了薄层稠油油藏的有效动用,而且降低了单井作业成本,具有很好的经济效益和社会效益。     

FSQ-115单流防砂器的研制与应用

针对易出砂油藏注水井在停注、卸压、洗井时地层返吐出砂严重,无法有效分注的问题,研制了FSQ-115单流防砂器。该单流防砂器主要由接头、油管短节串、套管密闭挡砂机构等组成,可将出砂层段跨隔封堵,使注入水只能单向进入地层,不能从地层返吐,从而防止出砂埋管柱、堵塞洗井通道及井下工具,改善了防砂分注效果。该防砂器已在双河油田、魏岗油田、赵凹油田等顺利实施10井次,工艺一次成功率达到100%,收到了较好的防砂效果,能满足河南油田分层防砂、分层注水工艺要求。     

可反洗井插入密封分注工艺在深井中的应用

针对大港南部油田分注管柱配套的封隔器洗井通道小、大修率高、成本昂贵等问题,研制了一种可反洗井式插入密封器及插入密封分注工艺管柱。与其他分注工艺相比,具有内通径大、耐压性能高、结构简单、可重复插入密封定位等优点,并在2口井成功进行了现场先导试验。结果表明:插入密封分注工艺在易出砂井、腐蚀结垢井、注水压力高且层间差异大的高温高压深斜井具有广阔的应用前景。     

海上定向井防砂管柱内全井洗井分层注水技术

浅海出砂油藏的分层注水工艺因受海洋环境、平台条件及相关法律法规的限制而具有特殊性,为此介绍一种用于浅海油田与分层机械防砂技术配套的海上定向井分层注水技术。该技术充分考虑了海洋的施工和测试条件,在62～108mm狭小空间内专门设计配套了新型可全井洗井分层注水管柱及配套工具,满足了大斜度定向井的分层注水、分层测试和洗井的工艺要求,分注成功率高,可通过钢丝投捞和液力投捞的方式,使测试、验封等操作简便可靠。38口注水井的现场应用表明,施工成功率达100%,洗井成功率达98.8%,取得明显效果。     

液控智能分采技术及其在渤海油田的应用

为了满足海上水平井和大斜度井分层开采控制需求，实现远程智能分采和不动管柱分层调配、酸化、测试测压等目的，通过多级智能流量控制阀、多孔穿越过电缆封隔器、可穿越式定位密封、可穿越式隔离密封、多线缆保护器及地面控制系统等关键工具研发或优化，创新形成了液控智能分采工艺管柱和技术。该技术通过地面控制系统远程控制N+1根液控管线，实现井下N个生产层位的生产调节和控制，适用于垂深4 000 m、分层数6层以内的油井分采控制，满足水平井、大斜度井和深井不动管柱调配需求。渤海C油田C19井的现场应用结果表明，该技术解决了C19井3个开发层位之间流体性质差异大、层间矛盾突出等问题，投产产量达到配产要求。该技术实现了水平井和大斜度井的分层开采与控制，为渤海油田剩余油挖潜提供了更多的技术手段。     

套破井卡封可洗井分注工艺管柱

注水井套管破裂后,注入水易通过套破段进入无效地层,造成对应油井的产量下降且增加水井地面能耗。大部分油田采用“封隔器卡封”方式进行分层注水,反洗井作业时洗井液容易通过套破段漏失进入地层,不能达到有效清洗井筒的目的。针对上述问题,利用双注管设计原理,进行了套破井卡封分注及有效反洗井工艺管柱的研究,关键工具采用内外管双层设计,正常注水的水流走内管,反洗井的水流走外管,实现正常注水通道与反洗井通道的分离。该工艺管柱在现场应用5井次,最大反洗井压力达到4. 0 MPa,最大反洗井排量达到25 m3/h,反洗井无漏失,取得良好应用效果, 该管柱可满足现场工艺要求。     

海上油田同井注采双管环空安全控制技术研究

同井注采工艺技术在海上油田应用时没有双管环空安全控制技术及配套工具。为此,对同井注采双管环空安全控制技术的整体方案与关键配套工具进行研究。在同井采油注水/注气管柱上建立了采油通道、注入通道和采油排气通道,每一通道配套井下安全阀、环空液压控制装置及过电缆封隔器。环空液压控制装置可以通过地面液压控制系统实现井下双管环空的安全控制,在密封活塞开启的情况下可以正常采油、注入和反洗井作业。室内试验结果表明:环空液压控制装置在工作压力条件下整体密封性和反向密封性良好,满足现场使用要求。所得结论可为同井注采工艺技术在海上油田的推广应用提供技术支撑。     

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。