水平井3段集成分段注水技术研究

随着胜利油田水平井开采力度的进一步加大,油井含水体积分数逐年上升,层系有效开采率过低,部分层段亏空严重,已经大大降低了水平井注水在油田开发过程中所发挥的作用。为此,开展了水平井3段集成分段注水技术研究。水平井3段集成分段注水管柱主要由1级3段配水封隔器、插封注水封隔器、弹性扶正器、液压扶正器、水平井单流阀及安全接头等组成,测试仪器1次起下即可完成全井测试,投捞工具1次起下即可完成3层调配,出水通道采用防刺结构设计。现场应用结果表明,水平井分段注水技术缓解了水平井笼统注水层间矛盾,使油藏得到了合理注水开发利用,提高了注水开发效率。     

集成细分注水管柱研究与应用

为达到缩小封隔器卡距、细分注水的目的,根据国内外分注水管柱的情况,研究开发了集成细分注水管柱。该管柱主要由补偿器、水力锚、封隔器、配水封隔器、机械定位器和底球等组成,根据现场实际情况,管柱的结构可分为套管保护管柱和非套管保护管柱2种形式。现场应用结果表明,该管柱适用井深小于3000m,工作压力小于35MPa,可实现多级细分注水,最小夹层厚度1.2m,定位精确可达0.4m,并具有不动管柱调配的功能,一次可测试5个层位,测试资料准确,调配速度快。施工成功率100%,分注合格率100%。     

偏心集成细分注水管柱的研究与应用

介绍了一种新型细分注水管柱，主要阐述了其注水管柱及配套工具的结构和工艺原理。该技术将2个配水器与1个封隔器集成为一体，减少了下井工具数量，具有不受卡距限制，减少投捞、测试工作量，可进行单层段流量、压力测试，分层测压时停层不停井等功能。     

双台阶水平井分层注水管柱设计及优化

塔里木油田双台阶水平井的分注工艺无法满足分层注水要求,区块欠注问题严重。为此,设计了双台阶水平井分层注水管柱及其配套工具,并采用Wellcat软件模拟计算出单独注停上层、注停下层时上、下封隔器的受力情况,对伸缩管长度和封隔器剪钉进行配比优化,即上伸缩管控制伸缩距3 m,下伸缩管控制伸缩距1 m,上封隔器解封力108 kN,下封隔器解封力81 kN,满足该区块双台阶水平井200 m~3/d、25 MPa条件下的分层注水。实际应用结果表明,注水管柱及配套工具设计合理,配合钢丝投捞并更换水嘴即可满足双台阶水平井分层注水。     

分段压裂水平井注水开发电模拟实验

为研究分段压裂水平井注水开发增产机理,根据水电相似原理设计了压裂水平井电模拟实验,研究了分段压裂水平井注水开发压力场分布特征和产能影响因素。结果表明,水平井中间有裂缝部分等压线平行分布,渗流方式为单向流,说明分段压裂水平井可通过改善地层渗流方式减小渗流阻力。随着水平段穿透比、裂缝条数（间距）、裂缝穿透比、裂缝与水平段夹角的增大,压裂水平井产能增加;分段压裂水平井注水开发最佳参数组合为：水平段穿透比为0.6~0.8,裂缝条数为6（裂缝间距为91 m）,裂缝穿透比为0.25~0.3,裂缝与水平段夹角为90°,井网选用排列交错井网;其对分段压裂水平井产能影响的极差分别为0.030,0.024,0.018,0.018和0.004。矿场应用表明,分段压裂注水开发水平井产能为同条件下直井的2倍,是低渗透油藏的有效开发方式。     

水平井快速找水管柱的研制与应用

针对多段压裂水平井采用分段生产测试找水和阵列法产液剖面测试找水工艺存在的找水周期长、测试成本高问题,研制了单封拖动管柱快速找水和井下分段取样快速找水两种类型水平井快速找水工艺管柱,实现了套返水淹井和不套返见水井两种不同出水情况水平井快速找水测试.现场试验证明,两套快速找水管柱能够准确找到出水层位,测试效率高、测试成本低,为水平井规模化开发提供了技术保障.     

超低渗岩性油藏水平井分段注水实践

鄂尔多斯盆地X油田长7超低渗岩性油藏砂体薄层发育、储层物性致密,地层能量不足,常规直井开发产能低,水平井压裂投产可以获得较高产能,但天然能量开发条件下产量递减快,整体采出程度低.通过论证开展注水开发先导试验,采用水平井注采井网、水井超前注水、分段注水在提高地层压力的同时扩大注水波及,油井采用分段压裂投产,与水井水线形成...     

水平井分段酸化管柱研究与应用

介绍了水平井小直径封隔器分段酸化工艺管柱结构、工艺原理、室内实验情况等。在肇州油田水平井试验区，用该工艺完成5口井18个层段的分段酸化现场试验，措施后单井初期平均日增液5．2m^3，日增油4．5t，取得了较好的增油效果。     

φ101.6mm井分层注水管柱的研制与应用

针对φ101.6mm套管内径小,采用常规分层注水管柱无法开展投捞调配的问题,研制成功以配水器与封隔器一体化工具和扶正式小直径水力锚为主体的φ101.6mm井分层注水管柱。这种管柱采用绝对压力自动坐封机构,使管柱下井后直接坐井口注水即可坐封,实现分层注水。该管柱结构简单,密封可靠,有效期长,投捞测试方便,在现场应用25井次,解决了φ101.6mm套管分层注水的技术难题。     

水平井不动管柱多级水力喷砂分段压裂技术

针对目前国内外超低渗透油藏水平井压裂改造工艺复杂、工具应用效率低和可靠性差的现状,设计了不动管柱多级水力喷砂分段压裂工具,研发了投球式滑套喷射器与封隔器,将多套喷射器串接,施工时通过投球的方式逐级打开各级喷射器和封隔器,实现射孔及压裂。该工艺管柱具有井下工具少、不泄压投球等特点,能够不动管柱一次性完成水平井3层段分段压裂。现场试验结果表明,该工艺管柱性能可靠,提高了分段压裂改造成功率和施工效率,是一种先进、安全、可靠、高效的水平井分段改造工艺技术。该水力喷砂分段压裂技术为改善水平井开发低渗透油田效果提供了工程技术保障。     

水平井分段压裂管柱堵塞分析及对策

水平井裸眼封隔器完井分段压裂技术在压裂施工过程中存在较大风险。针对红河油田HH36P107井裸眼封隔器完井分段压裂预置管柱下入后循环通道堵死问题,根据施工现象进行深入分析。首先确定循环通道堵塞类型为管内堵塞,再根据具体情况,有针对性地制定合理的处理措施。利用连续管对井筒进行冲洗处理循环通道堵塞的方法,不仅轻松排除掉管内沉砂类堵塞物,建立起畅通的进液通道,也为后续分段压裂施工奠定了基础,而且风险小、时间短、节约成本,具有良好的经济效益。     

水平井智能分段开采工艺管柱的研制与应用

目前的水平井多段找水、堵水作业须各下1次管柱,存在作业费用高、占产时间长、多次污染地层的问题。为此,研制了水平井智能分段开采工艺管柱。该管柱主要包括Y441堵水封隔器、K341堵水封隔器、智能开关和安全接头等。智能开关的工作采用"定时+休眠"模式,并在过夜通道处设计有球阀,保证正加压时压力上升可靠。K341封隔器具有逐级解封功能,解决了上提整体管柱载荷大的问题。现场应用结果表明,水平井智能分段开采工艺1趟管柱完成了水平井多段找水、堵水和生产过程,降低了管柱的作业风险,直井、斜井和水平井均可使用。     

热采水平井改善吸汽剖面技术研究及应用

热采水平井蒸汽吞吐时水平段吸汽不均衡,造成水平段动用不均。鉴于此,对热采水平井改善吸汽剖面技术进行研究。首先,建立油藏-井筒流动耦合模型及储层热-流-变形三场耦合模型,定量分析了油层物性参数、非均质性及注汽口位置对吸汽剖面的影响。然后,根据上述分析结果,设计了均衡注汽完井工艺管柱。该管柱可实现注采一体化及均匀注汽以及长水平段、非均质储层的均匀注采。现场应用结果表明,热采水平井改善吸汽剖面技术可以改善热采水平井长水平段的吸汽剖面,实现均衡注汽,提高水平井的动用程度。     

气藏水平井分段酸化完井一体化工艺管柱

气藏水平井的水平井段长,穿越多个油气层,非均质性严重,不同位置泥浆浸泡时间不同,污染程度也不同。常规分段酸化工艺存在施工段数少、周期长、费用高、多次压井造成二次污染等问题。研制了气井不动管柱分段酸化完井一体化工艺管柱,该工艺管柱耐温110℃,耐压70MPa,通过投球、加压打开喷砂器滑套,可实现5个层段分段酸化施工。该管柱可作为完井管柱直接进行生产,减少压井作业的次数,降低压井液对储层的二次污染,有效提高单井产能。     

苏里格气田水平井裸眼完井分段压裂技术研究

在介绍水平井裸眼完井分段压裂工艺的基础上,分析了苏里格水平井裸眼分段压裂工艺管柱结构。水平井裸眼完井分段压裂工艺在苏里格气田遇到的主要问题是压裂管柱下入遇阻严重、回插管柱密封不严、丢手丢开困难、压后返排率不高、压差滑套打不开及砂堵等。对管柱下入遇阻严重问题设计了Ф151 mm×1.5 m的大铣柱,与小铣柱配合使用,建议在较长的油管段接扶正器;对回插管柱密封问题设计了模块式密封;在悬挂封隔器上端设计丢手工具可解决丢手丢开困难问题;设计了压差滑套辅助压力阀解决滑套打不开问题。现场应用结果表明,提出的措施均能很好地解决苏里格气田水平井裸眼完井分段压裂工艺存在的问题。     

非均质油藏水平井分段注水优化软件的开发

针对非均质油藏水平井分段注水优化设计影响因素多、计算量大及求解困难等问题,利用VB 6.0编制了水平井分段注水优化软件。该软件包括数据库分析模块、计算模块和图形与文件系统模块,具有快速、准确、易修改及便于优化等特点,并实现了参数选择、优化设计以及计算与绘图的一体化。应用实例表明,利用该软件可通过直观简捷的方式获得水平井水驱前缘推进图,可为周围油井注水见效和水驱动用程度分析研究提供参考依据。     

水平井分段压裂投球滑套承压接触分析

鉴于国内还没有成熟的裸眼完井配套工具,研制了适合苏里格气田的水平井分段压裂投球滑套,并针对投球滑套在压裂施工中到位不明显的问题,利用有限元分析软件ANSYS建立了投球滑套的接触模型,分析了不同压力对低密度球和球座变形与应力分布的影响。分析结果表明,施工压力由10 MPa增至20 MPa时,接触压力近似线性变化,当压力从20 MPa增加到50 MPa时,球和球座之间开始产生塑性变形,接触面积增加,从而使接触压力增加变慢。当压力为50 MPa时,球座最大应力值达到358 MPa,超过了低密度球和球座的屈服强度而发生了塑性变形,但是没有达到材料的屈服极限,满足压裂施工的要求。     

水平井分段压裂及现场实施技术

通过对水平井分段压裂工具研制、分段压裂裂缝参数优化及现场实施技术的研究,形成了适合于该储层的工艺。通过在XS21—21H井等多口水平井中成功应用,获得较好改造效果,为该类储层的高效开发打下坚实的技术基础。     

水平井不动管柱无限级分段重复压裂技术研究

针对水平井传统重复压裂管柱技术存在的施工排量低、级数少等问题,研制了一种适用于139.7 mm(51/2英寸)套管的新型水平井不动管柱无限级分段重复压裂管柱。该管柱结构配套工具中,插管采用反向旋转丢手; 悬挂式封隔器具有套管双向锚定和环空密封的双重功效; 自解封型封隔器锁块阻挡机构采用可溶性金属材料制成,压后可实现封隔器自解封; 球座和滑套采用卡槽配合限位,卡槽尺寸为级差设计,可在轴向实现无限级。利用TADpro软件模拟和预测不同施工排量下的管内流体摩阻和井口泵压,结果表明:新型压裂管柱最大允许排量是传统管柱的2.0～5.4倍。该新型管柱可实现水平井分段重复压裂。     

水平井分段压裂射孔间距优化方法

为了使水平井分段压裂形成更为复杂的裂缝网络体系,提高油气井产量,以均质、各向同性的二维平面应变模型为基础,建立了人工裂缝诱导应力场数学模型,并结合诱导应力场中水平最大、最小主应力方向发生转向作为裂缝转向判断依据,形成了射孔间距优化方法。研究结果表明,随着裂缝间距的增大,诱导应力分量逐渐减小;裂缝间距一定时,在最小主应力方向附加的诱导应力比最大主应力方向附加的诱导应力大,两者之差呈现先增大后减小的变化趋势。对川西水平井射孔簇间距进行了优化,压裂后输气求产,与邻井选取较大射孔簇间距压裂求产对比,增产效果明显。该射孔间距优化方法对低渗透储层水平井分段压裂设计有一定的指导意义。