组合式套管预应力地锚工具的研制与应用

针对目前稠油热采井预应力固井中地锚抓地可靠性差、定位不准及抗拉力不足等问题, 研制了组合式套管预应力地锚工具。该工具下到预定位置后投球憋压,胀开锚爪,即可提拉预应 力,保证了准确定位;实现了地锚、浮箍、引鞋一体化,可自动灌钻井液;采用3只锚爪均匀分 布,有利于套管居中,提高固井质量。现场应用5口井最大预拉应力达480kN,完全满足预应力 固井施工要求。该工具技术先进、操作简便,具有良好的推广应用前景。     

水平井筛管完井提拉预应力工具的研制

为解决稠油热采水平井开发中套管串受热伸长的问题,研制出一种水平井筛管完井提拉预应力工具,采用水平井筛管上部固井段提拉预应力的完井方法,缓解套管损坏和井口抬升问题。室内和现场试验表明,提拉预应力工具可支撑套管完全离地,安全提拉力达100 t,提拉预应力工具可明显吃入地层,产生有效提拉力,满足水平井筛管完井作业要求。该工具填补了水平井提拉预应力工具的空白,具有推广应用价值。     

基础固井地锚提拉套管预应力技术

热注井固井时对套管柱进行预应力处理,可以防止套管在高温注汽条件下的早期损坏。基础固井地锚提拉套管预应力技术,主要是在一次下井的套管柱固井中,使用新型套管地锚,应用内压-提拉法对套管柱施加预应力。辽河油田从1986年开始至1989年,在稠油开采的240口注汽并应用基础固井地锚提拉套管预应力技术,均获得成功,解决了套管预应力固井中的一些技术难题,提高了施工的可靠性。本文介绍了辽河WA-Ⅰ型卡瓦套管地锚的性能和工作原理,简述了基础固井地锚提拉套管预应力技术的工艺流程,给出了有关管柱预应力的计算公式,并进行了实例应用计算。     

稠油注蒸汽热采井套管柱预应力松弛效应分析

为了验证提拉预应力固井技术是否适合井深小于1 000 m的稠油热采注汽井,在280℃的高温蒸汽作用下,对热采N80H和普通N80Q两种套管进行了应力松弛试验;建立了套管-水泥环-地层全井筒平面有限元模型,进一步说明预应力固井技术在浅层稠油热采井中的作用。分析结果表明,稠油热采井在长期高温注蒸汽作业过程中,因管体应力松弛现象而致使预拉力失效;在高温作用下套管上施加的预拉力经过一定时间后会降低;提拉预应力固井对浅层稠油热采井没有效果,不能预防热应力导致的套管失效,建议在浅层稠油热采井中不采用预应力固井技术。     

基础固井地锚提拉套管预应力技术

热注井固井时对套管柱进行预应力处理,可以防止套管在高温注汽条件下的早期损坏。基础固井地锚提拉套管预应力技术,主要是在一次下井的套管柱固井中,使用新型套管地锚,应用内压-提拉法对套管柱施加预应力。辽河油田从1986年开始至1989年,在稠油开采的240口注汽并应用基础固井地锚提拉套管预应力技术,均获得成功,解决了套管预应力固井中的一些技术难题,提高了施工的可靠性。本文介绍了辽河WA-Ⅰ型卡瓦套管地锚的性能和工作原理,简述了基础固井地锚提拉套管预应力技术的工艺流程,给出了有关管柱预应力的计算公式,并进行了实例应用计算。     

克拉玛依稠油热采井DM型系列地锚预应力固井技术

稠油热采井采用常规固井技术存在的主要问题是套管的错断、变形和泄露，而解决该问题的较好方法就是采用预应力固井技术。介绍了克拉玛依油田研制的应用于热采井预应力固井NDM型系列地锚的结构、尺寸、性能参数、工作原理、现场使用情况及应注意的问题等，举例计算了现场施工所需要施加的预应力。现场统计资料显示，预应力固井技术对防止套管损坏有明显效果。     

套管预应力固井的新方法

本文提出了"地锚式套管预应力固井新方法",它使全部套管处于均匀预应力状态,然后注水泥固井,可确保热采井的需要和延长热采井寿命。     

新型可钻式预应力固井地锚设计与研究

综合海上固井地锚功能需求与现场热采井预应力固井施工需要,设计出适用于预应力固井的?244 mm可钻式地锚。采用有限元方法分析了地锚本体、锚爪和销的结构强度,验证了地锚安全工作的可靠性,并对地锚结构进行了完善,优选了地锚材质,确定了地锚作业中最佳预拉力值;同时对地锚可钻性指标概念化,确定了地锚内部结构材质。分析结果表明,在满足材料屈服强度的前提下,地锚最佳提拉力为240 kN左右,极限拉力为660 k N左右;地锚采用单元式设计理论,结构简单,功能可靠,本体采用42CrMo材质;地锚内部心体采用2A12硬铝材质,材料可钻性等级为6级,满足预应力固井地锚可钻性能。     

杜84块超稠油油藏完井固井工艺技术

方法 下双地锚提拉预应力，应用泵注三段制Ｇ级水泥浆，进行超稠油固井，目的 开发利用超稠油资源，结果 经９２口井应用可知，其固井质量合格率为１００％，优质井率为８５％，结论 该技术大大简化了施工程序，提高钻井质量和经济效益，为其它类似热采井的固井作业开辟了新路。     

海上热采井注采一体化井口技术研究与应用

针对中国海上首个规模化稠油热采先导试验项目,旅大21-2油田开发中面临着目标区块浅层气气窜风险大、冷热采转换和热采平台空间限制等因素对井口装置要求高的问题,通过防浅层气套管头设计、注采一体化专用通孔堵塞器设计、采油树结构优化以及井口密封设计,形成了海上稠油热采井注采一体化井口关键技术,实现了注热和冷采切换不需更换井口,解决了热采井后期生产中井口装置抬升的问题,提高了井口空间利用率,满足了安全生产的需要。现场应用结果表明：海上稠油热采井注采一体化井口装置整体耐压21 MPa,符合技术要求,已完成6井次第一轮高温蒸汽吞吐,井口装置密封性能安全、可靠,取得了较好的应用效果。海上热采井注采一体化井口技术的成功开发为海上稠油规模化热采高效开发提供了重要的技术支撑。     

稠油热采水平井插管堵水工艺应用及效果分析

针对稠油热采水平井含水上升而常规机械封堵工艺难以适应的问题,采用稠油热采水平井双封插管堵水工艺,解决稠油热采水平井的机械堵水问题,实现管柱锚定、坐封、丢手和注采一体化。介绍了堵水工艺管柱组成、工作原理、技术参数和特点。实践证明,双封插管堵水工艺管柱取得了明显的堵水效果。     

Casing cementing with half warm-up for thermal recovery wells

Thermal recovery is a very common and effective method for producing heavy oil. Casing failure is a very serious problem in thermal recovery wells. In some oilfields, more than 95% of thermal recovery well's casing was failed due to thermal stresses. In the steam injection process, the casing is heated by steam. Change of casing temperature produces thermal stresses in the casing. The casing deforms when stresses exceed yield point of its material. If using conventional cementing technology for thermal recovery wells, the casing deforms due to thermal stresses in steam injection process. Technologies conventional used to protect the casing from failure for thermal recovery wells are ineffective theoretically. Casing cementing with half warm-up for thermal recovery wells refers to heat payzone production casing to a certain temperature and makes it expand in cement slurry solidifying period. Calculations show that casing cementing with half warm-up performs greater safety coefficient during the whole production cycle and no plastic deformation. This technology will be an important method to prolong thermal recovery well's casing life.     

多管柱热应力模型预测采气井口装置的抬升

井口装置抬升现象常见于稠油热采井、注采井,生产气井却十分罕见。由于高产气井在生产过程中井口温度高,大温差使得井口附近自由段套管产生热应力变化,进而导致井口装置抬升,破坏气井完整性、损坏地面流程,引发灾难性的后果。为此,分析了因大温差导致套管热应变而引起井口装置抬升的机理,建立了气井井口装置抬升的多管柱热应力模型,并对井口装置的抬升高度进行了实例计算,其预测结果与实际监测结果十分接近,预测结果可靠。研究认为:随着气井产量的增加,井口温度逐渐升高,井口装置抬升高度将不断升高;而表层套管自由段长度对井口装置的抬升高度最为敏感,多层套管固井质量差时对井口装置抬升高度影响较大。最后指出了气井井口装置抬升带来的安全风险,并提出大产量气井应以保证固井质量、合理配产以及加强气井环空压力监测等3项技术措施来预防、监测采气井口装置抬升。     

特超稠油油藏完井固井开发新工艺

随着油田的开发,特超稠油油藏开发已经成为提高采收率和稳产的重要措施。在国内特超稠油开发没有成熟的开 发方式和配套技术的情况下,根据坨826 区块特超稠油的区块特征,在水平井套管射孔完井的基础上,应用了水平井精密滤砂 管防砂完井、筛管顶部注水泥以及配套的砾石充填防砂和注采一体化等新技术,避免了水泥浆对油层的污染,延长了油井寿命, 降低了热采热损失,提高了采收率,为特超稠油的有效开发开辟了新的途径。     

稠油热采水平井生产测试技术

介绍了一种适用于浅层稠油热采水平井生产测试技术。该技术采用特殊的井下测试仪器和井口密封装置，通过泵送仪器输送法在副管内将测试仪器输送到水平井段的预定位置，经过一定时间的热交换平衡后，可通过移动测井电缆逐点测试水平井段的温度变化，达到生产测井的目的。通过现场应用表明，该技术具有结构简单、施工操作方便、安全可靠及不停抽即可测试等优点，解决了浅层稠油热采水平井段生产参数难于测试的问题。     

新型活动式双管热采井口装置

针对新疆克拉玛依油田浅层稠油粘度高的特点 ,研制成新型活动式双管热采井口装置。它有 4个创新点 :(1)开采通道增大 ,有利于采取增油措施和稠油、超稠油的采出 ,完全满足稠油直井、水平井、斜直井等的注汽、自喷、抽油、伴热、测试等生产工艺技术要求 ;(2 )副管油管挂设计为活动式 ,不动井口 ,只安装 2 4 4 4 7mm (9 英寸 )双管冲砂洗井自封封井器 ,即可边活动管柱 ,边冲砂、洗井 ;(3)两油管挂的连接方式不同 ,用 1个大钢圈密封双管主体和大四通 ,再用1个大钢圈密封主、副管与油套环空 ,减少了漏失点 ,密封更可靠 ;(4)副管活动式油管挂上部加装滑套 ,可防止在注蒸汽高温、高压下 ,油管及油管挂上窜 ,确保正常生产。     

浅薄层稠油热采新工艺关键技术研究

稠油热采新工艺应用中前期先导试验时采用光油管注汽,出现注汽热效率低、部分井套管和固井水泥环被破坏等问题。为此,研制了Y341-115热采封隔器等配套工具。配套工具与井筒隔热技术相结合,使浅薄层稠油油藏得到了有效动用和开发。此外还根据现场工艺管柱的特点,配套开发了张力油管锚、大流道单流阀等工具,解决了隔热和反洗井等问题,实现了隔热注采合一的功能。Y341-115隔热封隔器配套工艺技术现场共应用500多井次,其工艺成功率达98%以上,累计节约作业井次400多次,累计增加产油量8 312 t。     

温差作用下回接套管柱井口抬升影响分析

井口抬升会导致油气井井筒完整性破坏,影响油井的后续生产作业安全。为了研究回接套管柱在固井-生产作业中的井口应力分布及抬升高度变化规律,采用有限元方法,根据顺北区块某井现场工况,利用ABAQUS软件建立了不同工况下多层套管-水泥环-地层多体系统热-固耦合分析有限元模型,分析了回接套管从固井阶段开始到生产时的应力和位移变化,得到了井口应力、抬升高度变化过程及其相关参数的影响规律。分析结果表明:随着水泥浆返高的增加,井口抬升高度单调增加,这表明随着水泥环缺失的严重性增加,套管自由段数越长,在温差作用下可伸长抬升的高度也就越大;随着水泥浆返高的增加,井口固定时回接套管的Mises应力先增大、后减小,并不呈现单调递增或递减的趋势。所得结果可为现场回接套管柱井口抬升现象分析提供一定的参考。     

利用预应力固井方法预防水泥环微环隙研究

深层页岩气水平井环空带压问题较为普遍,套管-水泥环界面处微环隙是导致环空带压的主要原因。针对该问题,运用力学实验手段和数值模拟方法,分析了预应力固井条件下微环隙的产生与发展,明确了不同预应力条件下水泥环耐受压裂段数。结果表明:套管内压越小,水泥环保证密封完整性时可承受的循环载荷次数越多;循环载荷作用下微环隙宽度为30.89μm是发生气窜的临界值。预应力固井显著降低了初次塑性变形量,增大了塑性变形增量;考虑预应力作用下套管产生的径向预应变,预应力固井技术显著降低了微环隙的宽度,增加了多级压裂过程中水泥环密封完整性的耐受压裂段数。预应力值越高,微环隙出现前的耐受压裂段数越多;压裂段数相同的情况下,预应力越大水泥环微环隙越小。现场应用结果表明,采用预应力固井技术及低弹性模量水泥浆,可以有效缓解深层页岩气水平井套管环空带压现象。研究结果可为页岩气水平井固井提供技术支持。