自提升式可洗井注洗管柱的设计及应用

针对渤海油田先期分层防砂注水管柱无法洗井的问题,研制出自提升式可洗井注洗管柱。该管柱在井内油管挂下部安装了一个液压提升装置,洗井时地面给液压提升装置供压使液缸上提,其下部注水管柱上的隔离密封提离隔离封隔器密封筒,从而建立起洗井通道;洗井结束后,利用注水管柱自重和地面供给的液压使其下部注水管柱下放,隔离密封重新进入隔离封隔器密封筒,实现层间封隔。现场应用结果表明,该管柱有效地解决了海上油田注水井洗井和防垢卡问题。     

多功能洗井阀的研制与现场试验

针对常规洗井阀在油田注水应用中存在的问题,成功研制出多功能洗井阀。该洗井阀主要由上接头、挡球罩、阀球、阀座、内外筛管、剪钉、防转销钉及限位卡环等部分组成。其内、外筛管设计有交错排列的过流孔,管柱下井时,液体以渗流方式进入管柱,能有效减缓进液速度、阻挡大粒径杂质进入管柱内部,从而起到防喷(溢流井)、防止封隔器中途坐封及防止砂埋洗井阀的作用。现场试验9井次,成功率达100%,该工具结构简单,动作安全可靠,能够保证完井后洗井通道的畅通,可用于注水井的分层压裂和分层酸化。     

关于一种新式可洗井封隔器的研究

普通可洗井封隔器由于通径小、洗井阀密封不可靠等原因无法满足现场油套注水要求,新设计的一种带洗井阀锁定装置的油套分注可洗井封隔器,较好地解决了这些问题,在满足配注要求的前提下,能可靠实现反洗井作业,并可节约作业成本。介绍了工具及管柱结构、锁定式可洗井封隔器和液力投捞式开关工具的技术参数以及封隔器的主要特点和工作原理,并对封隔器轴向坐封力、封隔器管柱受力进行了分析计算。     

压差式井下洗井阀及其洗井工艺

压差式井下洗井阀的工作原理是:在管柱入井过程中,上阀在弹簧作用下,封闭油套环空,钻井液不能进入油管。当下入一定深度,套管内钻井液柱的压力克服弹簧作用力,压缩弹簧,打开上阀,使油套环空连通,套管内的钻井液进入油管。当油管内外的液柱压差小于0.1MPa时,上阀在弹簧力作用下关闭,再下入一定深度,此阀又打开,这样,洗井阀始终使油套环空内保持一定的压差(油管内的液柱低),不使钻井液从油管外溢。同时下阀在下弹簧作用下始终处于关闭状态,油套环空钻井液不能进入油管。正洗井时,可在油管内打压0.1～0.2MPa,下阀打开,上阀关闭;反洗井时,可在油套环空打压0.2～0.5MPa,上阀打开,下阀关闭。现场应用证明该工艺技术简便易行,解决了管柱入井井口油管的钻井液外溢问题,起到了环保作用。     

水平井替浆酸洗配套工具的研制

针对如何解除裸眼与筛管环空钻井液的污染问题,以及如何对目标储层实施替浆、酸洗、防膨等工艺措施,采用了替浆酸洗工艺技术。该技术通过替浆酸洗工具和工艺管柱在水平井裸眼筛管防砂完井后,对裸眼井的砂岩地层进行酸化(酸浸)。替浆酸洗工具主要包括洗井阀总成、洗井胶碗封隔器、φ139.7mm(51/2英寸)扶正器和φ73mm(27/8英寸)油管泄油器,具有设计合理、简单、密封可靠和使用方便等优点。工艺管柱自下而上为中心插管+下洗井胶碗封隔器+下扶正器+油管+上洗井胶碗封隔器+上扶正器+泄油器+油管至井口。现场应用表明,该工具完全满足替浆酸洗作业的需要,各项性能指标达到了设计和使用要求。     

热洗清蜡保护油层技术研究获突破

11月8日,江苏油田石油工程技术研究院自主研发新技术——一种带有热洗清蜡防油层污染的抽油管柱在韦2-89井成功实施。近两年多来,工具室技术人员针对油田开发中存在的热洗清蜡油层污染的老大难问题开展攻关,成功研制热洗清蜡油层保护抽油、洗井管柱。该工艺管柱主要由三作用洗井阀、热洗封隔器、单流阀等组成。通过三作用洗井阀实现泵下封隔器坐封。其特点是把密封元件由以往的皮碗改成胶筒,耐压差高,密封可靠,可有效防止洗井液进入地层,起到保护油层的作用。在抽油管柱试压的同时可实现封隔器坐封,施工工艺简单,配套工具随泵下井不增加任何施工工序,同时不影响动液面测试。     

多功能采油管柱的研究与应用

针对机械洗井阀热洗工艺采用皮碗密封机构,在下井过程中易造成损伤,有效期短,污染地层,卡瓦锚施工操作难度大,事故率高等问题,研制了多功能采油管柱。该管柱由油管+安全平衡阀+防砂锚+油管+抽油泵+投杆式泄油器+热洗开关+油管+温控封隔器+底部球座+油管+筛管等组成,工作时根据油井数据及井下温度,选择相应额定膨胀温度的温控封隔器下入井内,温控元件吸收油层热能产生膨胀,压缩胶筒,完成封隔器坐封。QC29井下入该管柱后,日产液11.8t,日产油5.6t,泵效提高了26.3%。     

防砂卡可洗井螺杆泵的技术分析

新研制的防砂卡可洗井螺杆泵由沉砂筒、螺杆泵、沉砂接头和洗井阀等组成。采油时,井内原油从沉砂接头侧面进入,经试压阀后被螺杆泵采出,当因故停井后泵上砂子下沉时,砂子从沉砂筒与螺杆泵之间的环形空间,经沉砂接头的另一通道后通过洗井阀沉入泵下沉砂尾管内,从而防止砂卡螺杆泵。洗井时,洗井液从沉砂筒外向下经洗井阀侧面进入沉砂筒与螺杆泵之间的环形空间,到达螺杆泵上的油管后返出地面。5口井的现场试验证明,防砂卡可洗井螺杆泵设计合理,工作可靠,适应井况能力强,可以大量推广使用。     

可验封管柱的研制与应用

针对目前分层采油管柱无效或失效逐年增多的问题,研制出可以检验封隔器坐封可靠性的新型管柱。该管柱由密封部分和验封部分(联通筛管和沉砂进液器)组成。验封时,沉砂进液器上的单流阀关闭,管柱处于密封状态,液压传递到第一级封隔器上端、第二级封隔器下端和第三级封隔器上端,通过压力是否稳定判断封隔器的密封性能,可以有效地检验井下封隔器的工作状态,找出油井高含水的原因,同时也减少高含水返工井次,节约修井费用。     

新型潜油电泵井单流阀的设计与应用

针对海上油田潜油电泵井无法直接通过正循环洗井方式置换油管内高凝固点原油的问题,研制了一种新型潜油电泵井单流阀。该单流阀利用阀杆导向座的上、下移动控制油管内腔与油套环空的连通或隔离,既可以防止潜油电泵停泵后井液回流,又实现了不打捞生产堵塞器而直接进行正循环洗井的功能,可以缩短洗井作业时间,降低作业成本。现场4口生产井2 a的应用结果表明:该新型潜油电泵单流阀可靠性高,使用方便,单井单次作业可节省作业时间6 h,节约费用0.8万元。该新型单流阀的研制成功为海上油田高凝固点原油的开采提供了新的技术手段。     

新型洗井液三相分离装置的设计

油田洗井作业现场原洗井液处理存在洗井液不能重复利用、水资源浪费大、污染环境等问题。根据现场要求,研制了新型洗井液三相分离装置。其工作原理是将井口排出的洗井液经筛管降压,然后经过二级自然沉降,将砂、水、油分离,油进行回收,水重复使用,砂定期排出。该装置具有水资源重复利用、回收能源、减少环境污染等优点,具有推广价值。     

负压深抽管柱在锦州采油厂的应用

辽河油田锦州采油厂原有的深抽工艺存在问题,造成检泵周期短,不仅增加了生产管理难度,还可能污染油层,甚至堵塞油层,为此设计了负压深抽管柱。该管柱主要由定压洗井阀、Y441封隔器、Y341封隔器、动筒式防砂抽油泵及沉砂管组成,利用抽油泵的沉砂功能解决管杆偏磨产生的铁屑沉积或地层出砂造成的卡泵问题,同时解决普通泵存在的"胀泵"问题,延长泵的使用寿命。现场17口油井的初步试用结果表明,该管柱的防砂卡能力强,工艺一次性成功率100%。其中锦2-5-9井检泵期间正常生产140d,累计增液1274t,累计增油570t。     

正反洗井油管防溢工具的改进

在射孔作业下洗井管柱的过程中,钻井液会从油管和套管中溢出,套管溢出的钻井液可以用管线导流回收,而油管内喷射、溢流的钻井液不好控制回收,直接影响了作业施工的进度,针对这一问题,采取正反洗井油管防溢,收到理想的效果。论述了正反洗井油管防溢工具的结构原理及有关限流孔径参数的计算,在油套压差为0.1MPa和0.3MPa两种情况下,设计制定了两个限流孔径通道,以保证在油管不喷溢的情况下顺利下入管柱。管柱遇阻时,可以多次进行充分正、反循环洗井,而下管柱时限流作用不变。最后介绍了正反洗井油管防溢技术实施的步骤过程及在大庆油田的应用。     

双瓣单流阀用于连续管拖动压裂的试验与评价

为解决连续管拖动压裂过程中环空混砂液进入连续管,造成喷嘴砂堵、油管意外损伤以及开裂引起的能量外泄问题,以双瓣单流阀为对象,对内防喷工具进行深入研究。通过室内试验,采用Φ38.1 mm连续管带Φ60.3 mm单流阀,模拟与实际相近的射孔流速,验证单流阀在连续管喷射过程中的抗冲蚀性能;在现场条件下,采用Φ50.8 mm连续管带Φ73.0 mm单流阀,验证单流阀的抗冲蚀性能,并进行评价。试验结果表明:双瓣单流阀阀内结构均满足抗冲蚀要求;冲蚀后的单流阀反向密封性能良好,可防止环空混砂液进入油管而造成喷嘴堵塞;可有效防止因油管意外损伤和开裂造成的能量外泄,降低井控风险。因此,单流阀可作为内防喷工具,提高连续管拖动压裂施工的一次性成功率和本质安全性。     

高压防砂截流器的研制与试验

注水井井口安装单流阀是防止因注水系统压力波动从而导致地层激动出砂、砂埋油层、砂埋管柱、分注管柱失效、分注井封隔器砂卡等的重要措施;但是老式注水井口单流阀具有有效期短、维护困难、维护工作量大等缺点。为解决上述问题,研制出了一种新式高压防砂截流器。现场试验结果表明,新式高压防砂截流器截流效果好、使用寿命长、维护方便,具有良好的推广应用价值。     

内衬油管油井洗井液的研究与应用

为解决常规内衬油管油井热洗清蜡的问题，应用不同的表面活性剂、改性无机纳米二氧化硅或三氧化二铝或二氧化钛与极少量氟碳表面活性剂、维生素A复配得到具有较强的润湿、发泡性能和较强的表面能，可用于50 ℃左右内衬油管的油井洗井液。通过室内评价及现场应用验证，该洗井液能剥离沉积管杆上的原油，增强对石蜡、胶质和沥青质的清洗能力，产生的细小泡沫可以提高洗井液的携带能力，能够在洗井后的一段时间内使管柱内表面、杆的外表面转变为中性润湿，延长油井的洗井周期。50余井次的内衬油管油井洗井后油井抽油杆上行负荷平均下降10.32个百分点，油井产量恢复期平均缩短54.12个百分点，年增油760余吨，为内衬油管的使用提供了配套的技术支持。     

新型防砂埋洗井油层保护器

针对低渗透油藏开发中 ,实施热洗、清蜡等措施易伤害油层等问题 ,研制成新型防砂埋洗井油层保护器 ,主要由自封封隔器和生产 /洗井转换阀两部分组成。由于生产 /洗井转换阀的特殊结构 ,在采油生产状态下 ,油层产液可以畅通无阻地经过生产 /洗井转换阀进入上方的泵内抽出 ;在洗井或清蜡时 ,生产 /洗井转换阀处于关闭状态 ,彻底阻断洗井液进入油层 ,从根本上防止清蜡洗井的入井液对油层的伤害 ,且有效解决了砂埋球问题。该保护器现场应用 4 0 0余井次 ,成功率 10 0 % ,累计增油 2 4 2万t,创直接经济效益 95 2 9万元。     

无阻型高效洗井防污管柱的应用与评价

辽河油田高含蜡区块管柱易结蜡、热洗效率低、洗井污染已成为制约高含蜡、低压力系数、易伤害油藏高效开发的关键因素,为此开展了无阻型防污染洗井管柱技术研究。研制了泵下漏失控制装置,通过浮动阀的设计实现了油层产出液举升过程的无阻流动,而清蜡洗井过程可控制洗井液漏失以防侵入低压油层;同时,通过油管锚定器、油管扶正器和自封封隔器的配合应用,可有效规避油管蠕动及密封时效性差的技术难题。现场测试和先导性试验表明,平均单井洗井作业时间降低53.4%、平均单井洗井液总用量降低53.9%、平均单井产能恢复时间减少112.8 h。此技术可有效提高油井产能、提高洗井效率及有效避免产层伤害,为易结蜡、低压、易伤害油藏开发提供了一种有效方法。     

新型洗井防污染管柱研制和应用

洗井是解决油井结蜡和结垢的重要手段之一。在低压井洗井过程中,洗井液易进入地层造成油层的污染和损害。采用带封隔器的洗井管柱是保护油气层的重要措施之一。新疆油田目前应用于洗井管柱的封隔器类型主要是压缩式和自封式,但存在着导致油管弯曲偏磨和油管蠕动造成密封不严等缺陷,研制的新型洗井防污染管柱能够很好地解决这些问题。     

KZF-96控制洗井防砂阀的研制与应用

为提高分注管柱有效期,解决注水井出砂影响有效分注的问题,研制了KZF-96控制洗井防砂阀。该阀结构合理,操作简单,具有防砂、反洗井功能,洗井通道大,满足正常管理要求;解决了砂埋控制活塞的问题,提高了投捞成功率,延长了管柱有效期,并能延长注水井的注水有效期。该阀在河南油田现场试验5井次,管柱顺利下到位,密封良好,工艺一次成功率100%;投捞洗井10井次,成功率100%,平均有效期达到14月,具有较强的实用性和良好的推广应用前景。