大斜度井气举完井管柱研究及应用

大斜度井受井身轨迹限制,常规气举管柱不能满足大斜度井完井及钢丝作业要求,为此,开展了大斜度井配套气举完井管柱研究。该完井管柱在满足气举功能的前提下,对常规气举完井配套工具进行改进,以保证完井管柱顺利下井。冀东南堡油田1-3人工岛应用该气举完井管柱表明,工具下井成功率达到100%,并实现了油井的快速排液卸荷启动,大大缩短了油井启动时间。该气举完井管柱具备多项功能,可实现热洗保护油层和不压井作业。     

应用过油管防砂技术降低完井费用

很多老井由于原先的完井工艺不合适或储层性质发生变化而导致出砂。对于这些井的二次完井来说，常规的防砂方法和作业设备在经济上往往不可行。应用过油管二次完井方法，通过对完井系统的优化设计，完井费用大幅度下降，同时这种完井方法提高了完井成功率和完井系统的适应性。     

哈里伯顿井壁监测砾石填充系统

正哈里伯顿井壁监测(SFI)砾石充填系统使用贯穿井壁的光纤系统对生产层进行实施监控。在产层完井的中下部完井管柱中,大多数都包含筛管,且这类完井通常分成两部分施工。第一部分为使用服务工具下入下部管柱进行砾石充填作业,第二部分是将上部完井管柱回接至下部完井管柱上。为了使光纤能在两部分完井管柱中得到联通,作业人员需要在系统中引入湿式光纤链接系统。这种完井井下工具解决方案可被用于砾石充填或挤压充填完井,也     

双鱼石构造超深超高压含硫气井完井管柱完整性设计探讨

双鱼石构造超深小井眼气井超高压、高温、含硫特征明显,完井作业及后期生产过程中完井管柱失效风险高,完整性面临诸多挑战。高温高压含硫气井完井管柱作为完井及生产期间的一级井屏障,对于保障完井管柱完整性尤为重要。在室内材质腐蚀实验基础上,评价了耐蚀合金材料和抗硫碳钢材料的抗腐蚀性能;通过管柱力学分析校核,优化了满足完井及生产要求的油管组合。针对不同的投产需求,设计了两套完井管柱结构,满足了完井管柱完整性要求。同时,提出完井管柱井屏障组件之间的适应性以及完井压井液与完井管柱完整性之间的关联性,为提高超深超高压含硫气井完井完整性提供了指导性建议。     

高温高压油气井井下作业技术在迪那2气田的应用

从迪那201、迪那202两口老井进行修井、试油、完井必须解决的井筒安全、井下完井管柱的安全可靠性、井口及地面控制、完井设备的安全和生产性能、压井液的控制等问题入手,对修井完井工艺配套措施进行了分析研究,包括井筒评价技术,井下完井管柱力学分析,射孔液、压井液技术,修井、完井设计方案及选择等。经2005年6～12 月在两口老井进行三井次修井试采作业,取得了满意的效果。     

侧钻水平井膨胀套管完井新技术

针对侧钻水平井完井过程中存在固井质量差、井筒内径过小、后续作业困难等问题,开发了侧钻水平井膨胀套管完井新技术。该技术能够有效扩大生产套管内径,具有完井管柱坐挂和封隔2种功能。地面试验表明,膨胀套管完井管柱工艺设计合理,可以解决常规侧钻井完井过程中出现的问题;该管柱密封性好、操作简便、成本低、效率高,具有较高的推广应用价值。     

高产气井完井管柱纵向振动特性分析

高产气井完井管柱是高产气藏采气过程中的关键工具。在高产高速气流作用下,完井管柱始终处在一个复杂的动力环境之中,承受多种力的激励和响应,产生剧烈的振动。搞清高产气井完井管柱的纵向振动特性,为完井投产及采气作业提供理论依据和技术参考,具有实际意义。针对高产气井实际工况,以井下管柱为研究对象,基于结构振动理论,运用位移激励法建立了高产气井完井管柱在轴向激振力作用下的纵向振动力学模型,采用解析法导出其固有频率和振型。算例分析结果表明,完井管柱无阻尼纵向振动一阶振型是简单的正弦函数,具有固定的周期,一阶固有频率为0.281 Hz,表明完井管柱无阻尼振动频率较低。     

超短半径水平井液压驱动非金属完井筛管下入长度计算

针对超短半径水平井完井筛管下入过程中摩阻限制了完井筛管下入长度的问题,提出了超短半径水平井液压驱动完井管柱下入技术,设计了由内到外依次为导向管、液压驱动管、非金属完井筛管的完井管柱结构,完成了配套工具设计,建立了管柱力学-液压耦合模型。基于某深层煤层气超短半径水平井井身结构数据,应用管柱力学-液压耦合模型进行了数值计算,结果表明相同条件下液压驱动完井管柱下入长度为常规技术完井管柱下入长度的17倍。对数值计算结果进行了多因素正交分析,结果表明完井管柱结构和非金属复合连续筛管与井筒间摩擦系数是对液压驱动完井管柱下入长度影响最大的两个因素。优选了两种适用于不同条件的超短半径水平井液压驱动完井管柱结构,最大下入长度分别为381,655 m。研究结果可为超短半径水平井液压驱动非金属复合连续筛管完井技术提供理论支持。     

大斜度长隔层套管射孔井砾石充填完井设计与应用

大斜度长隔层套管射孔井砾石充填完井对完井作业方案及管柱设计提出了更高的要求,需要对各种完井方案进行分析对比,合理选择井下工具和工艺,优化完井管柱设计及作业程序,减少作业风险并保证作业顺利进行。渤海油田多层套管射孔砾石充填完井,通常采用一次管柱多层充填工艺,该工艺充填的层段总长受到限制并存在作业风险,需考虑作业的时效性。针对多层防砂、有效层间隔离及完井工具要求高等技术难点,采取了先砾石充填后实现层间隔离的思路,采用带管外封隔器的一趟管柱合层砾石充填的方案。该井砾石充填作业顺利完成,既节省了逐层充填的时间,又满足各油层有效开发的要求。现场的成功应用验证了该完井方案的有效性,并为以后类似大斜度长隔层套管井的砾石充填完井提供了参考。     

顺北油田三高油气井完井测试封隔器影响因素及对策

超深超高温高压含腐蚀介质油气井,完井封隔器应用成功率不到90%。梳理历年各类封隔器应用情况认为,影响完井封隔器成功率的关键因素是钻井泥浆固相沉淀、井眼轨迹、固井附件、桥塞钻屑,以及低压低产、气举掏空等极端工况下完井管柱的复杂受力。针对上述要素,建立了主要包括提高钻井液性能指标、优化完井管柱结构、保障井筒通畅性及清洁性、动态评价管柱安全性等手段的一套相对应的完井试油跟踪评价体系。经对2018-2019年20井次超深超高温高压含腐蚀介质油气井的应用评价,完井封隔器应用成功率提高5%。结果表明,该评价体系能够有效降低完井封隔器失败率,提高完井作业一次成功率,确保油气井生产过程中井筒完整性。     

投球式多功能抽油泵研制与应用

稠油生产井在冲砂、堵水、蒸汽吞吐等措施作业中需多次起下管柱,存在措施成本高、生产时率低的问题。为此,结合现场实际需要,研制了投球式多功能抽油泵。在常规管式抽油泵的基础上,研制了开放式固定凡尔总成,对滑块套、支撑弹簧、固定凡尔座等核心部件结构进行优化设计,形成了3种规格的投球式多功能抽油泵。投球前带泵管实施油井相应措施,措施后投入固定凡尔球,下抽油杆及活塞即可直接转抽生产,省略了起管柱再次下泵这一作业环节,满足了油井注汽、冲砂、堵水等工艺一次管柱完成的现场需求。该工艺累计应用29井次,成功率为100%。投球式多功能抽油泵可有效简化作业施工工序,降低作业成本,提高油井生产时率,可为稠油油井高效生产提供技术支持。     

腐蚀环境下基于井筒完整性与流动保障的完井技术

为保证油井安全高效生产,研究了一套适合含H_2S、CO_2等腐蚀性气体的井筒完整性与流动保障的完井技术。根据研究区块油藏地质特征,基于油气井节点分析理论,优选了完井管柱尺寸及举升方式;考虑完井管柱和关键完井工具尺寸等因素,优选了研究区块油井完井井身结构及配套的完井管柱结构;根据材质选择图版及完井成本确定了完井管柱材质。在此基础上,对完井管柱在初始状态、下入管柱、稳定生产、气举生产及起出管柱等关键工况下的强度进行校核,并设计了配套的完井工艺。该完井技术在研究区块25口井应用效果良好,不仅能够满足油井正常生产,而且具有防腐、防沥青等特点,可推广应用于国内外同类油田。     

渤海油田水平井防砂管柱打捞方案优化

水平井防砂管柱打捞效率的高低直接影响作业成本,开展防砂管柱打捞精细化设计有助于提高效率。该文基于对渤海油田水平井防砂管柱打捞效率低的分析,针对待打捞防砂管柱较长、环空间隙较大的井,形成了分段切割、套铣、打捞的方法;针对待打捞防砂管柱较短、环空间隙较小的井,形成了切割打捞配合磨铣的方法。实践结果表明,防砂管柱打捞方案精细化设计可有效提高打捞效率,实现工期费用可控,降低作业成本,该文提出的防砂管柱精细化打捞方案设计方法具有一定推广价值。     

海上油田固井防砂一体化技术

为了解决老井开窗后固井与防砂问题。根据海上油田层系复杂、出砂严重、作业日费高等特点,研究了一种适用于海上油田的新型固井防砂一体化工艺技术,该技术一趟钻将防砂管柱与固井管柱下入井内,然后通过在不同位置的操作,可实现上部问题井段的固井作业和下部油层段的防砂作业,作业过程中可控制防砂段的静液柱压力,防止地层坍塌,作业结束后无需钻塞,避免了水泥对储层的污染,完井后管柱通径较大,利于后期开采或修井作业。该技术解决了长期困扰海上油田老井改造的技术难题,同时该技术在降低完井成本和后期作业难度等方面起到了积极作用。     

水平井控水完井管柱的研究与应用

冀东油田早期多采用常规复合绕丝筛管完井方式对水平井进行开发,该完井方式单一,没有采取有效的水平井分段措施,笼统采油,最终导致水平井段过早水淹或报废。为此,研究了水平井控水完井管柱。该完井管柱采用调流控水筛管进行油层防砂,先期控水,保证各段出水均匀,能够延缓底水的锥进,延长水平井的采油寿命;利用遇油自膨胀封隔器对水平井段进行有效分隔,完井工艺简单,方便后期的分段作业;套管阀有效解决了防砂管与裸眼井壁间环空的洗井问题,保证了油层的解堵和顺利生产。冀东油田2口井的应用情况表明,用调流控水筛管防砂完井的井产油量明显高于用复合绕丝筛管完井的井,起到了很好的控水作用。     

普光气田大湾区块高含硫水平井完井管柱优化设计

为实现高含硫气藏“少井高产、安全高效”的开发目的,对四川盆地普光气田大湾区块碳酸盐岩储层采用了以水平井为主的开发模式。根据大湾区块气藏及流体特点,综合考虑国内外高含硫水平井完井工艺技术现状,选择一次管柱多级卡封,逐级投球打开各层滑套改造储层作为本区块水平井完井工艺,进而开展了管柱参数和结构设计,优化设计出高含硫水平井完井管柱：套管完井分段酸压管柱、裸眼完井分段酸压管柱、套管监测水平井分段完井管柱。该管柱通过8口井现场应用,首次实现了国内高含硫水平井分段储层改造,增产效果明显,为气田的安全高效开发提供了有力的技术支撑,也为类似气田的开发提供了借鉴。     

拖动式水力喷射分段压裂工艺在筛管水平井完井中的应用

为实现筛管水平井储层有效压裂改造和降低施工风险,对拖动式水力喷射分段压裂工艺进行了优化改进。根据水力喷射分段压裂工艺技术射流增压、射流密封和降低起裂压力的基本原理,结合筛管水平井的井况及特点,将拖动式水力喷射分段压裂工具与滑套式工具相组合,融合相应的施工工艺,降低了筛管井压裂管柱砂卡风险。成功对筛管水平井SA井实施3段加砂压裂,最高施工砂比达到40%,压裂规模72 m3,压裂管柱成功上提出井。裂缝监测结果表明,在水平段压裂位置产生了3条走向明显的裂缝,裂缝长度均为110~135 m,与设计长度吻合较好,实现了储层分段压裂目的。该井产油量由原来的4.0~5.0 t/d提高到25.9 t/d,压裂增产效果明显。      

井下局部反循环清砂系统研究

为了解决传统的正循环或反循环冲砂工艺在漏失井和深井中清砂难度大、成本高的问题,提出利用射流泵在油井下形成局部反循环的清砂工艺,并对其进行工艺流程优化设计,通过多级沉砂而提高清砂效率。以某油田油井为研究对象,设计一套井下局部反循环和多级沉砂的清砂管柱系统,包括对其中清砂用射流泵、集砂器2个核心工具进行结构设计。选用固定式、正循环式的射流泵结构,计算得到其喷嘴出口直径为4.4 mm,喉管直径为7.7 mm。通过CFD数值模拟方法对清砂用射流泵内流场进行仿真分析,对其喉嘴距和喉管长度2个关键结构参数进行优化,并为现场清砂作业提供依据。对所设计加工的工具进行了下井应用试验,试验结果可为后续清砂工艺的持续优化提供参考。     

深水压裂充填完井管柱设计及应用

为了提高中国深水油气田的开采效率、降低深水完井的作业风险,研究并推广应用了深水压裂充填完井技术。在介绍深水压裂充填完井技术工艺特点、分析完井管柱设计原理的基础上,结合深水井的井况和特点,对深水完井作业准备及施工措施进行了优化,形成了一套完善的深水下部完井作业技术,包括优化平台布局、完井液管理、井筒一趟式清洗、射孔及压裂充填联作、精细施工等措施。利用该技术在南海某深水区块施工8口井,单井平均作业时间12.53 d,防砂成功率100%,后期地面测试表明,各井含砂量及产量均达到投产要求。现场应用表明,该技术防砂及增产效果明显,可以有效提高作业效率,特别适用于钻井作业结束后快速、批量完井作业。      

深层高温高压气井完井测试管柱失效分析

深层高温高压油气井完井测试管柱的安全可靠对于确保深层油气的安全高效开发具有重要意义。考虑测试过程中的温压变化、管柱端部约束及屈曲摩阻等因素综合影响,建立了测试管柱受力分析模型,开发了深层高温高压气井完井测试管柱力学分析软件,对新疆顺南地区某井测试管柱进行了温度压力分析、受力变形计算和力学强度校核,揭示了该井完井测试管柱失效的原因。结果表明:利用开发的软件能够较为准确地分析高温高压井测试管柱所处的温压环境,并能对其进行受力变形分析和强度校核,可用于工程实际;该井测试管柱表面受到的局部腐蚀损伤和产生的裂纹会使管柱强度降低,是导致其失效的主要原因;该地区高温高压井中腐蚀对管柱力学强度的影响应给予特别重视。该研究可为高温高压井完井测试管柱优化设计及安全控制提供理论依据。