斜井分层注水工艺技术研究

结合江汉油田注水井的现状,通过对水力压缩式封隔器胶筒、无锚定的斜井分层注水管柱以及采用锚定加扶正的斜井分层注水管柱进行理论受力分析及管柱变形量计算,找出了斜井分层注水管柱中封隔器失效快的原因主要是封隔器胶筒不居中及管柱伸缩蠕动比较厉害,研究了一套适合于斜井分注的工艺技术,通过采用扶正技术、伸缩补偿技术及锚定技术解决了斜井中封隔器胶筒不居中及管柱的伸缩蠕动弯曲问题,从而极大地延长了斜井分注井的使用寿命。     

注水井管柱轴侧向力耦合模型及安全评价研究

为了准确地评价高温深井中分层注水管柱力学强度的安全性,根据分注管柱多封隔器多点锚定的特点,建立了注水井多封隔器管柱轴侧向力耦合模型,分析了多封隔器管柱的蠕动机制,计算了管柱关键力学参数和蠕动量。进一步选取管柱变形、封隔器失效、胀爆、挤毁、本体拉断和永久螺旋屈曲6个指标,建立注水井管柱安全评价指标体系;通过软件编程方法,以安全指标雷达图和封隔器信封曲线的形式,可视化地评价管柱的安全性。通过对青海油田X-24井管柱注水和洗井工况的分析,此高温深井在注水工况下,安全注入的压力较低,需在顶部封隔器处加装油管锚和伸缩补偿器;在洗井工况下,洗井液温度比洗井排量对管柱安全的影响更大。建立的管柱力学模型和安全评价方法可以有效指导高温深井注水管柱的安全设计及作业工艺参数优化。     

锚定补偿式分层注水管柱研究及应用

针对常规分层注水管柱受温度效应和压力效应影响而产生蠕动 ,降低管柱使用寿命的问题 ,研制成具有锚定和补偿性能的新型锚定补偿式分层注水管柱。这种管柱采用由补偿器、水力锚和支撑卡瓦组成的锚定补偿机构 ,改善了封隔器的受力条件 ,有利于提高注水管柱的工作寿命。还新研制了与注水管柱配套的ZJK配水器 ,解决了压缩式封隔器坐封时需投捞死芯子的问题。锚定补偿式分层注水管柱已现场应用 50多井次 ,均正常注水 ,其中最大井深 34 0 0m ,最高注水压力 2 8 5MPa ,最长工作时间 30个月 ,是目前比较先进的分层注水管柱。     

预节流测调一体化配水技术研究与应用

胜利油田大压差井约有730口,占胜利油田总分注井数的17%,层段合格率普遍较低,仅有67.5%左右,常规测调一体化技术不能解决大压差井的分层注水问题。为此,开展了大压差预节流测调一体化技术研究,针对层段合格率低的问题开展了预节流测调一体化配水技术研究,形成了适合层间压差5~12 MPa状况下的合理配水技术;同时针对层间压差大导致管柱蠕动,影响管柱寿命的问题开展了防蠕动分层密封技术研究,配套形成了大压差预节流测调一体化技术。大压差预节流测调一体标准化管柱下井后,直接注水封隔器通过油套压差实现坐封,待封隔器坐封后配水器即可自行开启实现注水,待注水稳定后即可下入测调一体化仪器对各层进行测试和调配。现场115井次的应用结果表明:该技术有效减少了层间干扰,实现了大压差井可靠分层密封和有效注水,提高了注水层段合格率。所得结论为层间差异较大区块的注水开发提供了技术保障。     

无锚定不蠕动分层注水管柱的研制

对细分注水管柱蠕动原因进行了分析研究，对细分注水管柱进行了受力分析，在此基础上，对细分注水工艺管柱的结构和工具进行了改进设计。通过现场试验，开发了这套无锚定不蠕动分层注水管柱，有效地解决了细分注水管柱蠕动问题。     

插入式封隔器注水管柱力学及蠕动规律研究

注水管柱在井下受到多种载荷以及活塞效应、鼓胀效应、弯曲效应、温度效应的影响,受力状况复杂,易造成封隔器蠕动,产生巨大经济损失.在考虑内压、外压、轴向力、弯矩、井壁支反力和摩擦力等多种载荷的基础上,建立注水管柱蠕动分析模型,分析多层段分层注水管柱的受力状况,并研究插入式封隔器结构特点、最大摩擦力以及蠕动机理.考虑现场不同...     

软卡瓦注水封隔器的研制与应用

鉴于现有注水封隔器在分注管柱蠕动时使封隔件在套管内壁产生滑移而损坏密封面,从而导致密封件寿命缩短的问题,研制了软卡瓦注水封隔器。这种软卡瓦注水封隔器主要由洗井阀机构、密封胶筒总成、内锁紧及坐封与解封机构、双级液缸和软卡瓦机构5部分组成。它可以在11.78MPa的工作压差下与套管产生53.23kN的摩擦力,对管柱蠕动有明显的抑制作用,起到缩短管柱蠕动周期和延长封隔器胶筒寿命的作用。在层间压差10MPa以内的分注井中应用效果较好。     

注水管柱蠕动机理分析及蠕动量计算

注水管柱在工作过程中可能会发生蠕动现象,影响了封隔器的使用寿命和注水开发的效果。对坐封
后的封隔器进行受力分析,从力学角度探讨了注水管柱蠕动现象产生的机理,为合理设计注水管柱和防止蠕动现
象的发生提供了理论依据。以管柱力学分析为基础,提出了注水管柱蠕动量计算的方法,并进行了实例计算,研究
成果对准确分析注水管柱力学性能、优化施工工艺参数、提高注水作业有效期有重要意义。     

防蠕动多功能封隔器的研制与应用

上提解封的液力压缩式封隔器在注水过程中由于注水压力的波动会使封隔器产生上下蠕动,降低封隔器的分层效果,严重时会使封隔器由于剪钉的剪断而自动解封,使整套分层注水管柱失效。根据注水过程中遇到的以上问题,研制了防蠕动多功能封隔器。该封隔器不仅具有防止其上下蠕动的锚定机构,还有防止其自动解封的内锚定机构,并且具有上压控制式洗井机构,可以实现反循环洗井,增强了分层注水管柱的适应性。     

FMB系列防蠕动扩张式封隔器研制及应用

针对常规扩张式封隔器锚定力小、寿命短的问题,设计了防蠕动扩张式封隔器。设计胶筒锚定结构,实现封隔器自身的锚定功能,避免钢性锚定对套管的损伤; 优化胶筒表面结构,提高胶筒锚定力; 设计锚定传力液缸,降低注入流体对封隔器寿命的影响。该封隔器具有2种解封方式,既满足正常生产时的反洗井需求,又降低配套管柱后期的检换风险。室内试验及现场应用表明,其锚定性能较常规封隔器提高30%以上,可有效降低管柱蠕动影响,延长分注管柱寿命,提高水驱油藏开发水平。可广泛应用于出砂、吐聚油藏的分注井。