KCY455丢手可取封隔器的研究与应用

KCY455丢手可取封隔器是一种针对常规工具的不足而研制的新型丢手可取封隔器,设计上采用了双向卡瓦锚定,防中途坐封结构及特殊的解封结构,具有坐封稳定、密封可靠、打捞方便等优点.可用于油井压裂、采油、隔水等作业,与其它工具配套可组成多种作业工艺.现场应用42井次,施工合格率100%,打捞19井次,打捞成功率100%.     

大斜度井悬挂防污染管柱在冀东油田的应用

为了解决大斜度井防污染封隔器胶筒密封性能差以及砂埋卡瓦后解卡打捞困难等问题,研制了大斜度井悬挂防污染采油配套管柱及工具。该管柱通过JDY445液压丢手封隔器与侧进液阀的配合,杜绝了洗井过程中的油层污染;采用的JDY445液压丢手封隔器密封性能良好,锚定安全,解卡力小,打捞方便可靠。该管柱在现场已应用5口井,施工成功率100%,封隔器坐封位置最大井斜52°,最大井深2 926.36 m,含水恢复期缩短了4~11 d,效果显著。大斜度井悬挂防污染管柱的应用,杜绝了入井液对地层的伤害,有效保护了油层,具有广阔的应用前景。     

可解挂双向锚定悬挂封隔器关键技术

针对常规双向锚定封隔器存在的提前坐挂坐封、密封失效和坐封后无法解挂等问题,研制了集成重载锚定、高压密封、防提前坐封和解挂等多种功能的可解挂双向锚定悬挂封隔器,开展了高承载技术、高压密封技术、防提前坐封技术和解挂技术等关键技术研究,并采用有限元方法分析了整体式卡瓦张开后的应力应变情况。性能测试结果表明,各功能单元的性能参数均达到了设计要求。可解挂双向锚定悬挂封隔器在20多口井进行了现场应用,坐挂坐封均成功,解决了常规双向锚定封隔器存在的问题。可解挂双向锚定悬挂封隔器的成功研制,为多种完井工艺的顺利实施提供了一种可靠的锚定封隔工具。      

双向坐封插入密封封隔器的研制与应用

针对用于机械卡堵水和分层措施的丢手封隔器存在提前丢手、密封不严以及打捞起出困难等问题,研制了一种双向坐封插入密封封隔器。该封隔器采用液压双级浮动活塞双向坐封,工作压力达50 MPa,工作温度达150℃,下入、坐封丢手、密封及锚定安全可靠;顶部的打捞解封机构采取上、下独立的脱节式设计,上、下双向解卡解封,解封彻底且解封力小。现场施工67口井,均取得成功,封隔器坐封处最大井斜达62.25°,最大井深4 507 m,位移达2 718 m,最高井温达152℃,最长工作寿命超过2 a。现场应用结果表明:该封隔器下入丢手可靠、密封效果好、工作寿命长,满足分层采油和气举等工艺生产的需求。     

新型双向锚定封隔器和配套完井生产管柱

河南油田现有的双向锚定封隔器结构复杂,组装困难,不适用于高温、高压井堵水工艺.通过优化锚定结构、坐封结构和密封件性能,设计出新型高温高压双向锚定封隔器,并通过配套Y341型封隔器、射流泵和洗井保护开关等工具,完成多级找堵水、有杆射流泵分层采油和洗井作业等.现场推广应用100多井次,工艺成功率100%,有效率95%,累计增油5000多t,累计降水137204m3,取得了显著的经济效益.     

南堡油田人工岛大斜度井气举配套管柱研究

南堡油田大斜度井采用整体气举采油方式生产,存在封隔器密封效果差、解封起出难和清蜡效果差等问题。为此,研究了大斜度井气举配套管柱。它将丢手坐封管柱和气举插入生产管柱采用分体式设计,检修上部气举管柱时无需起出下部封隔器,可降低作业难度,缩短施工周期;采用液压坐封方式,具有防撞和自扶正功能。管柱在现场试验5口井,未出现中途坐封现象,清蜡周期由原来的2 d延长至15～20 d,提高了气举阀的投捞成功率,封隔器坐封处最大井斜59.14°,最大井深4 305 m,位移2 611.11 m,封隔器和插管验封合格率100%。     

基于安全程控的双向锚定密封悬挂封隔器研制

为了满足水平井裸眼分段压裂工艺对悬挂封隔器的"下得去、挂得住、脱得开、封得住、提得出"的更高要求,研制了双向锚定密封悬挂封隔器。该悬挂封隔器由中心管、主体、双向锚定管柱机构、环形空间密封机构、定位球及控制阀组成,其主要技术特点包括:(1)该悬挂封隔器不但具有双向锚定管柱、密封环形空间的功能,而且还具有无需钻柱倒扣或者另设丢手工具就可以实现钻柱与悬挂封隔器分开的特性;(2)具有"只有投球后进液通道才能打开—悬挂机构坐挂—密封机构坐封—中心管解脱"联动程序的控制阀,避免了悬挂封隔器提前坐挂、完钻后钻杆无法解脱的问题,也确保了悬挂封隔器若未坐挂可应急提出整个管柱;(3)新颖的多级防退设计,提高了双向锚定管柱、环形空间密封的性能;(4)设计了具有在常规解脱失效时确保钻具提出的安全机构。地面模拟试验结果表明:所研制的双向锚定密封悬挂封隔器的双向锚定管柱、环形空间密封、安全起出钻柱等性能均达到设计要求。     

复合坐封式注气封隔器的研制

很多低渗透油藏布置注气井,进行注气驱油生产。现有的丢手式注气管柱,利于后期换管作业,解决了Y211注气管柱再次作业时需要大量放气和难以压井的问题,但出现了封隔器坐封不良、丢手工具丢不开的现象。设计了一种新型的可丢手式注气封隔器,采用油管打液压和下放管柱加压的双重作用坐封胶筒,提高其密封能力;可以投球进行液压或机械丢手,后期可回接密封进行注气施工。封隔器设计完成后,进行了室内模拟实验及现场试验,表明封隔器密封性能可靠,满足了注气工艺的现场需要,并且延长免修期,降低注气成本,为注气驱油技术的推广奠定了基础,应用前景广阔。     

高温高压油管锚定器的研制与应用

为解决油管锚定器耐温耐压性能低,锚定不可靠以及解卡困难等问题,研制了高温高压油管锚定器。该锚定器解卡结构设计独特,实现了泄压平衡油套压力后工具解卡,不受压差影响,安全可靠;锁块锁定中心管,解卡销钉不受坐封压力和尾管重力影响,避免了管柱提前坐卡;锚定器与封隔器配合能实现管柱逐级解卡,可减小起管柱载荷,提高了解卡成功率。高温高压油管锚定器在5井次的现场应用中,最大井斜59.3°,最高注水压力43 MPa。该锚定器起到了对管柱的锚定作用,施工安全,成功率高,保证了整个作业过程封隔器密封可靠,具有广阔的推广应用前景。     

可提出式插管封隔器关键技术及现场应用

插管封隔器是水平井多级滑套裸眼封隔器压裂工艺的核心工具。针对多级滑套压裂施工过程中插管封隔器存在的提前坐挂、下入遇阻等问题,分析了可提出式插管封隔器工具的工作原理及关键技术,阐述了送入和坐封工具的结构组成,采用整体式合金卡瓦避免入井过程中卡瓦损坏导致的提前坐挂现象和保证卡瓦的双向锚定性能,创新地提出了机械和液压双作用丢手工具和解挂工具,提高其承载能力和回收性能。数值模拟和地面实验表明,可提出式插管封隔器承载能力大于600 k N,封隔压差70 MPa,并顺利解挂,各项功能均满足设计要求。在现场×6井应用中,由于异常井况,工具发生提前坐挂,下入解挂工具后顺利实现封隔器解挂和管串提出。     

锁紧持力式防顶锚定器的研制及现场试验

新研制的SJFD型锁紧持力式防顶锚定器与机械压缩式封隔器配套使用,能有效地解决目前防顶锚定器防上顶能力差的问题,保障封隔器卡封的有效性。该防顶锚定器由坐卡机构、锚定装置、丢手和解卡机构组成,可以直接代替原防顶锚定器与机械压缩式封隔器配套使用。现场21井次的试验表明,该锚定器下入过程中无中途遇阻现象,下入深度1300～2700 m,坐卡压力15～20 MPa,坐卡成功率100％。该工具结构简单,锚定可靠性高,防上顶力强,解卡方便可靠。     

美国RTTS80 MPa封隔器在压裂改造中的应用

由于传统的压裂封隔器耐压低等原因 ,不能满足河南油田安棚新探区深层系油层现场压裂改造的实际要求 ,为此引进了美国哈里伯顿公司的RTTS封隔器。该压裂封隔器主要由坐封解封、换向扶正、密封和锚定 4部分组成 ,具有耐高温、耐高压、密封性能好、结构紧凑、锚定可靠和解封力小等特点。现场应用压裂施工 114井次 ,工艺成功率 96 % ,有效率 77 8%。     

海上热采井防污染工艺管柱及配套工具

针对海上热采井采用“注、采两趟管柱”导致压井液污染地层的问题,研制了海上热采防污染工艺管柱及配套工具。该工艺管柱主要由热采防污染封隔器、热采防污染井下开关和热采插管密封器组成。热采防污染封隔器坐封、悬挂在井内后, 即可通过热采插管的上提、下放,控制井下开关的开启或关闭,从而有效封隔油层和上部空间的通道,避免压井液进入地层。通过配套工具的地面实验、模拟井实验和高温实验,表明该工具坐封、坐卡、丢手动作灵活无卡阻,密封锚定可靠,满足高温、中温、常温多轮次交替变化下的承高压性能,井下开关开启、关闭动作灵活,能够满足海上热采井多轮次注气和采油需要。     

JDY441可取式卡瓦封隔器的研制与应用

为了解决可取式卡瓦封隔器存在的锚定和解卡不可靠问题,通过改进、优化封隔器锚定机构和解卡机构,研制了JDY441可取式卡瓦封隔器。该封隔器由防撞部分、坐封部分、锁紧部分、密封部分、锚定部分及解封部分组成,采用多级液压缸坐封、双向卡瓦锚定,封隔器密封、锚定安全可靠。室内试验和现场应用结果表明,封隔器的工作压力达到35 MPa,工作温度为135℃,解封力为96 kN。     

抽油机井不压井防喷管柱的研究与应用

为了解决大泵抽油机井检泵作业时井内丢手开关密封不严、井内溢流无法控制及不压井无法施工等问题,研制了不压井防喷管柱。管柱主要由封隔器、锚定卡瓦、捅杆和控液开关等组成。管柱中的封隔器通过锚定卡瓦锚定管柱后压油管释放封隔器密封油套环空,控液开关和捅杆配合,通过控液开关里的防喷浮子控制套管出液。二次作业时,捅杆提出控液开关后,控液开关关闭,实现井内无溢流作业。该管柱现场应用15口井,封隔器坐封、丢手均一次性成功,控液开关防喷浮子关闭自如,且能长期使用。现场应用结果表明:不压井防喷管柱节约了作业费用,缩短了施工井的占井周期,保护了油气层,具有良好的应用前景。     

海上油田ESP封隔器(双电缆)的研制与应用

为了解决海上边际小油田双电潜泵完井系统中双电缆穿越的问题,研制了海上油田ESP封隔器。该封隔器采用双向外卡瓦和辅助水力锚定机构,可避免由于封隔器下部压力过大造成的解封问题,提高了封隔器的安全性和可靠性;由双重密封胶筒组成的密封系统可适用于不规则套管和多种压力环境,扩大了封隔器的应用范围;采用液压坐封和直拉解封的方式,使封隔器具备坐封简单、密封可靠和解封方便等特点。室内试验和现场应用结果表明,ESP封隔器在额定坐封压力下能成功坐封,施工成功率100%;在设计验封压力下,压力稳定且无泄漏现象,封隔器胶筒密封性能可靠,达到现场应用要求。     

插管封隔器与多功能完井生产管柱

目前我国的插管封隔器及配套工具存在2点不足(1)采用钻磨方式解封,工艺复杂,对套管有损害;(2)井下开关器采用绳索工具进行开关操作,可靠性差。据此,研制了插管封隔器与多功能完井生产管柱。该管柱主要使用插管封隔器、插管密封总成、单向开关、坐封工具和解封打捞器相配合,完成不压井不放喷作业、负压采油、分层采油及分层措施等。应用表明,该生产管柱性能良好、技术先进,是实施不压井作业及酸化、试油、压裂等措施作业的有效工具。     

射孔压裂不压井作业配套技术研究

为了有效解决射孔压裂不压井技术中存在的问题,开展了以新型防喷丢手封隔器为重点的射孔压裂不压井技术研究。该技术在压裂完和射孔枪定位、起爆后直接封隔油层,可有效预防井喷事故。在射孔压裂管柱底部连接防喷丢手封隔器,完井后处于不坐封、不坐卡状态,不影响油井正常生产及水井正常配注。室内试验及现场应用结果表明,整套工具的各项技术指标都满足设计要求,工具在井下能够顺利完成锚定、胶筒密封和管柱丢手等各项规定动作,且开关动作灵活。     

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。     

大庆油田套损井大规模压裂工艺及配套工具

大庆油田累计套损井近万口,为了动用这些压裂程度低、剩余油相对富集的潜力井,开展了多级大规模压裂工艺研究。通过有限元软件分析胶筒肩部角度、长度与应力之间的关系,并通过油浸实验验证了胶筒在大形变下的耐温承压性能;应用自编软件优化调整关键部件尺寸,设计了工艺配套工具。最终确定了小直径封隔器胶筒肩部角度50°,长度550 mm;小直径喷砂器能够针对套管内径大于?104 mm的套损井进行施工,工艺覆盖率提升至70%;新型锚定工具可确保工具通过套损点并使管柱稳定;双功能防喷封隔器能够实现目的层封隔及油管防喷。现场试验结果表明,该工艺及配套工具能够用于套损井压裂,单趟管柱可压裂5层,砂量289 m3,初步实现了套损井大规模压裂施工。