深井多级分注工艺管柱研制及应用

针对常规多级分注管柱在深井中应用时存在管柱蠕动、封隔器解封起钻拉力大、作业风险高以及洗井困难等问题,研制了深井多级分注工艺管柱。这种管柱主要由非金属水力锚、Y344低解封力封隔器、桥式偏心配水器、预置工作筒和球座及眼管总成等组成,具有防蠕动、解封洗井和可重复坐封等优点。管柱于2011年在长庆油田现场应用5口井,最大井深2 975 m,最大分注级数4级,封隔器验封合格率100%,解封洗井作业顺利,可重复液压坐封,施工成功率100%,为深井多级分注提供了有效的工艺技术手段。     

楔入式钢骨架胶筒封隔器研制与应用

为了适应油田多级精细注水的需要,研制了楔入式钢骨架胶筒封隔器。该封隔器胶筒内部采用钢骨架结构,外部挂胶,坐封时利用锥形刚体插头楔入钢骨架胶筒中,撑开胶筒贴在套管壁上进行密封。解封时油套环空高压液体推动插头和外筒接头,使插头退出胶筒,也可在作业时上提管柱逐级解封。该封隔器具有注水坐封、反洗井解封、大排量洗井、重复坐解封等特点。该封隔器现场应用4口井,应用效果好,是一种现场操作可靠,且能够满足多级精细注水需求的井下封堵工具。     

多级分注井逐级解封封隔器研制

长庆油田开发油藏存在多层系叠合、层系内油层发育、油层非均质性强的现象,要求注水开发油藏实施精细分层注水。常规注水用Y341型封隔器在多层分注井上存在解封作业风险大的问题。针对这一问题,开展封隔器坐封机构、解封机构研究,通过改进坐封锁紧机构、优化解封剪钉,研制出Y341型多级分注井逐级解封封隔器。试验证明:该封隔器具有坐封性能稳定、单个解封力小(30~40kN)的优点,同时能够在多层分注井上实现从上而下依次解封的功能,克服多层分注井的解封载荷叠加效应,降低了作业风险。     

旋压式封隔器

安塞油田开发油层多,分注井上使用的Y341封隔器由于受注水压力波动和洗井等影响,使得封隔器频繁解封、坐封,封隔器胶筒极易损坏,缩短了分注有效期。为此,应用了旋压式封隔器,该封隔器采用顺时针旋转油管柱解封设计,提高了封隔器的抗疲劳破坏能力及可靠性,极大地延长了封隔器的使用寿命。     

复合式三防FF—K344封隔器的研制与应用

为了解决常用封隔器存在的内部易腐蚀结垢、解封困难,以及不能洗井等问题,研制出一种复合式三防FF—K344封隔器。这种封隔器主要由内密封机构、坐封阀、解封阀、外密封机构组成,它具有防腐、防垢、防砂、能够洗井和重复坐封等优点。46口井的应用表明,该封隔器能满足分层注水工艺要求,无腐蚀和结垢现象,可重复洗井,大大提高了井下管柱的稳定性,并取得巨大经济效益。     

水平井化学剂注入工艺管柱研制与现场试验

为解决水平井中化学剂分层段注入问题,研制了水平井化学剂定点注入工艺管柱。该工艺管柱一趟管柱可实现多个层段作业,理论上层段不受限制,具有可重复作业,可任选某一层段作业及反洗井功能。研制了可洗井注入封隔器和注入阀等配套工具。现场试验结果表明,注入阀能力达到480 m3/d,封隔器坐封、解封容易,可重复坐封、解封,封隔器验封合格,实现了对目标层的定点注入,进行了不动管柱反洗,洗井通畅,管柱的起下作业顺利。注入过程压力没有明显上升,压力和排量均符合设计要求,工艺管柱基本能满足水平井化学剂定点注入的需求。     

Y411—115型可取式双卡瓦封隔器

针对封隔器承压能力与解封力之间的矛盾而研制的Ｙ４１１—１１５型可取式双卡瓦封隔器,主要由坐封、解封和密封三大机构组成,靠机械坐封和解封,并设有液体平衡通道、应急释放装置及独特的自锁机构,使得封隔器解封力与承压能力无关,具有防中途坐封、解封可靠、可重复坐封和解封、承受上下压差能力高和操作简单等特点。这种封隔器应用于气举完井、负压射孔、机械卡堵水和分（选）层酸化等工艺管柱中,可避免油管产生螺旋弯曲,提高气举投捞作业的成功率和气举效率,并可减缓抽油杆与油管偏磨,还可降低作业难度和作业成本,提高起下管柱成功率和管柱寿命。     

ZY755-6型封隔器的研制与应用

针对ZY754－4、ZY754－5两种型号封隔器存在的易串封、洗井阀易受注水压力变化而导致的密封性能差，解封卡瓦易变形受损等问题，中原油田分公司采油二厂研制了ZY755－6型封隔器。具有坐封可靠，解封灵活，注水时层段不易串漏，密封性能好等特点。介绍了ZY755－6型封隔器双洗井开关易密封和刚性易解封结构的原理，现场试验表明，ZY755－6型封隔器坐封合格率100％，分注合格率100％，有效期1a以上。     

油井分层注水用KZ344—114型扩张式封隔器

为了配合油田分层注水作业,研制了KZ344—114型扩张式封隔器。该型封隔器主要由上、下接头,上、下护套,密封胶筒,中心管和单向阀等组成。其中,上、下接头的进水通道中安装有单向阀,在注水压力的作用下打开,靠弹簧力复位关闭,实现坐封和解封作业。试验证明,该型封隔器结构简单,坐封可靠,解封方便,密封率100%,既可用于注水作业,也可用于洗井作业,是分层配注的理想工具。     

用于高凝高粘及低渗透油田的可洗井分注管串

在高凝、高粘及低渗透油田中使用常规分注管串存在着封隔器不密封、封隔件易损坏、难以达到分注目的等问题,而选用Y341—115深井可洗井封隔器与偏心配水器、水力卡瓦、球座组成的可洗井分注管串。由于其封隔器采用卡环锁紧机构、重复坐封机构和双管密封机构,可避免封隔器在下井过程中发生误坐现象,便于重复坐封及洗井。采用水力卡瓦进行锚定,可防止管串蠕动现象。可洗井分注管串工艺在全国典型的高凝、高粘、低渗的大港南部油田38口井使用,成功率达100％,投捞测配合格率84．4％,经济效益和社会效益明显。     

逐级验封器的研制与应用

针对目前现场无法有效验证多级封堵管柱中下级封隔器密封性能问题,研制出一种新型逐级验封器。该验封器主要由坐封机构、密封机构、验封机构和支撑保护机构组成,它连接在需要验封封隔器下边,验封时先坐封封隔器,再加压打开验封器验封通道并坐封验封器,若停泵稳压时压力不降,说明封隔器处于密封状态;若压力下降,则说明封隔器解封或密封不好。双T5-116井的现场试验情况表明,采用该验封器施工作业后,含水质量分数由施工前的93.3%降为92.0%,日产油由1.7t增加到2t,说明验封器验封成功,工艺成功率和措施有效率均为100%。     

不动管柱换层堵水工艺技术研究与应用

针对机械找、堵水施工后换层需再次上作业和封隔器多级使用无法逐级验证封隔器及管柱的密封性等问题 ,研究开发了不动管柱换层堵水工艺技术。它通过自验封封隔器和液控找、堵水开关器等井下配套工具 ,组配成机械找、堵水工艺管柱 ,实现了不动管柱换层和逐级验证管柱及多级封隔器的密封性能的工艺 ,提高了机堵工艺的有效率和可靠性。介绍了该技术的组成、原理、主要技术参数、现场应用等     

一种新型偏心分层注水工艺管柱

提出了一种新型偏心细分注水工艺技术,介绍了其组成、工作原理及主要工具——定压开启恒流量偏心配水器、自验封封隔器的结构与技术指标。该管柱避免了在封隔器坐封时投捞死嘴及多次投捞水嘴调配各层注水量等问题,且封隔器可自行检验其密封性,性能可靠,使用方便,具有良好的应用前景。     

胜利海上油田安全可控长效分层注水技术

为满足胜利海上油田注水井分层注水管柱检修期长、安全、高效的要求,在分析影响分层注水管柱寿命因素的基础上,提出了采用平衡式分层注水管柱改善管柱受力,降低管柱蠕动幅度;采用液压控制方式解决分层和洗井之间的矛盾;研制液控式封隔器解决封隔器提前坐封和满足井控要求的技术思路。通过研制液控压缩式封隔器和液控式环空安全封隔器等关键工具,设计了平衡式分层注水管柱,形成了安全可控长效分层注水技术。液控压缩式封隔器采用液压控制方式始终将其控制在最佳压力状态,洗井时可快速解封,以解决反洗井造成的封隔器寿命不长的问题。液控式环空安全封隔器采用了双液压控制管线,设有安全锁紧机构,洗井和安全通道独立控制,既能满足大排量反洗井要求,又能提高注水管柱长期的安全可靠性。胜利海上油田分层注水井应用安全可控长效分层注水技术101井次,分层注水合格率提高16.6%,注水管柱检修期最长达5年。安全可控长效分层注水技术不仅延长了胜利海上油田分层注水管柱的检修期,满足了安全高效注水的要求,也可以满足水驱开发油田精细分层注水的要求。      

Y422—117可取式封隔器的结构及应用

大港油田从美国引进的Ｇ６封隔器命名为Ｙ４２２—１１７封隔器,采用双向卡瓦固定,旋转坐封,旋转解封。在受拉或受压状态下均可坐封,且保持其密封性;其机械锁定装置能承受来自封隔器上下方的压差,并使用３种不同的卡瓦,使封隔器解封顺利。文中分析了Ｙ４２２—１１７封隔器的结构特点,工作原理和技术特征,１９９８年３月～７月分别在大港油田的马西、板桥的港深７—４、板８２８—４高压注水井应用,解决了Ｙ２１１或Ｙ２２１及Ｙ３４１封隔器不适应深斜井,封隔器密封性差的问题。     

分层注水井流动测试技术

介绍分层注水井流动测试技术，测试进入每一个层段的注水量、压力、温度等参数，能真实的反映出各个层段的吸水状况；同时，在测试过程中验证注水层段封隔器的密封性，不会造成地层污染。利用层面流褶积理论分析注水井的层段压力、流量资料，得到层段渗透率、表皮系数、吸水指数等资料。现场测试结果表明，该技术是掌握注水现状、搞好注水结构调整的一项行之有效的动态监测手段。     

注水井电磁验封仪的应用研究

电磁验封技术是检验分层注水封隔器密封的重要方法之一,现场使用中由于井况复杂、验封资料分析方法不准确等影响了电磁验封技术的可靠性。对电磁验封技术存在的问题进行了研究分析,分析了仪器密封不严、流量小、地层不吸水等5种原因对验封结果的影响,提出了解决问题的方法和技术改进,提高了电磁验封技术应用的准确性和可靠性。     

出砂油藏注水井防砂、注水一体化技术

为了提高油田注水效率和原油采收率,研究了出砂油藏注水井防砂、注水一体化技术。主要采用新的分层防砂、分层注水一体化管柱,对配水器、封隔器、防砂管丢手插封等主要配件进行优化,完成坐封、锚定、注水、防砂、洗井、解卡及调试调配等工艺。结合多级封隔器管柱的性能特点研究设计了封隔器在线验封技术,减少了无效注水管柱,保证了防砂工艺管柱的可靠性。该套工艺在胜利油田应用32口井,满足了复杂断块油田的分层注水需要,技术实用性好,具有重要的推广价值。     

免投堵塞器恒流量偏心配水器的研制

固定配水器、活动空心配水器、偏心配水器和液力投捞封隔配水器均存在各自的缺陷,不能很好满足分层注水的需要。鉴于此,胜利油田有限公司临盘采油厂工艺所研制了一种免投堵塞器恒流量偏心配水器。这种配水器主要用于井径为１２１～１２４ｍｍ和１５７～１６０ｍｍ的多级细分注水,不需要投死水嘴,即可确保封隔器坐封;可进行多级分层注水,并能验证管柱的密封性。各水层的水嘴一次性随管柱入井,其配水量可在３～３５ＭＰａ的波动压差下,实现１０、１５、２０、２５、３０、３５…３００ｍ３／ｄ的恒流量,不需要反复投捞水嘴,即可达到地质配注要求。配水器测试方便,有效期为１年以上。     

注水井双层同步测调一体化技术

为解决配水器间距小于8 m的薄夹层细分注水井测调一体化问题,同时减少多级分注井测调仪与可调堵塞器的井下对接和测调次数,降低风险,提高测调效率和成功率,研究了一种以双层可调堵塞器和双层测调仪为核心的双层同步测调一体化技术。这项技术与可重复坐封式封隔配水器配套使用,可实现薄夹层细分注水井测调一体化,同时通过一次对接完成两层注水量调配。现场试验表明:平均2 h可完成1口一级两段分注井测调,效率较常规偏心测调一体化提高50%;最小配水间距可达2.1 m,实现了测调一体化技术在薄夹层细分注水井应用的新突破。注水井双层同步测调一体化技术是一项高效经济的注水井测调技术。