可捞式桥塞在水平井分段隔离压裂上的应用

针对国内各油田主要采用填砂+液体胶塞、限流法分段或合压裂工艺进行水平井分段压裂存在的问题,开展了机械桥塞隔离井筒试验。桥塞胶筒主要由内胶筒、端部接头、骨架心子、外胶筒组成。水平井机械隔离分段压裂管柱分为3类,分别是桥塞传送坐封、桥塞打捞和压裂管柱。坐封桥塞管柱结构为丝堵(单流阀)+液压释放工具+油管,桥塞打捞管柱结构为JAY型回收工具+液压扶正器+油管,压裂管柱结构为喷砂器+油管+封隔器+水力锚+油管+井口。2口井压裂施工数据和桥塞打捞作业中可看出桥塞没有漏失和移位现象,说明桥塞起到了良好的封堵隔离作用。     

大庆油田低渗透水平井压裂改造技术新发展

大庆外围油田储层渗透率低、丰度低、厚度小、直井开发效益低或无效益,采用水平井开发必须压裂才能达到产能要求.而水平井分段压裂是一项世界级难题,主要技术难点是:井眼轨迹复杂,管柱起下困难,砂卡几率大,施工风险高;水平段长、层段多,非均质严重,裂缝起裂、延伸复杂,现场控制难度大.通过研究攻关,形成了以双封单卡分段压裂工艺为主,机械桥塞、液体胶塞和(段内)限流压裂工艺为辅的水平井压裂技术系列及优化设计、现场诊断及控制方法,可满足葡萄花储层水平井压裂的需要.到2008年底,水平井压裂技术现场应用108口,其中双封单卡75口井357层,工艺成功率97.3%,方案符合率92.3%.压裂水平井单井投产初期产油12.8 t/d,目前7.0 t/d,是周围直井的3.7～5.7倍,现场应用见到较好效果.     

工程院一成果获湖北省科技进步奖

<正>近日,石油工程技术研究院-科研成果《套管完井水平井可取式分段压裂管柱研究》荣获湖北省科技进步三等奖。该项研究针对油田水平井分段压裂中管柱有效密封以及压后管柱安全起出的技术难题,研究了分段压裂管柱及配套工具、工艺,一趟管柱最大分段压裂级数可达8段,耐温135℃,耐压80MPa,密封陛能好,措施后管柱能安全起出。研究取得了1项发明专利和颁实用新型专利,整体技术达到了国内领先水平,先后在江汉、四川、玉门     

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。     

水平井趾端压裂关键工具设计与试验

大牛地气田和东胜气田水平井采用连续油管底封拖动或桥塞泵送压裂工艺,趾端首段压裂施工时存在封隔器解封困难、电缆射孔施工工期长和费用高等问题。为解决这些问题,结合现场压裂工艺,研究了水平井趾端滑套分段压裂技术,研制了趾端延时滑套、密封锁紧座等关键工具,以满足水平井套管柱试压需求,实现水平井趾端免射孔全通径压裂。地面性能试验结果表明,设计的水平井趾端压裂关键工具能够实现压裂滑套定压延时开启、固井碰压锁紧密封等功能,趾端延时滑套爆破阀在压力达到82.0 MPa时启动,延时29 min后滑套完全打开,且滑套承压达到105.0 MPa;密封锁紧座与配套胶塞可实现碰压锁紧,反向承压能力达到52.5 MPa,具备现场应用可行性。水平井趾端压裂工具的成功研制,为今后替代水平井射孔作业、降低国内致密油气藏开发成本提供了技术支持。      

水平井套管固井滑套分段压裂完井存在问题及对策

大港油田低渗透难动用储量和非常规油气藏储量丰富,水平井分段压裂完井技术是经济、有效开发低渗透油藏、非常规油气藏的主要手段。为探索水平井分段压裂完井工艺的适应性,大港油田开展了裸眼封隔器分段压裂完井、套管固井滑套分段压裂完井、不动管柱水力喷砂射孔完井工艺试验应用,并形成了以套管固井+滑套分段压裂为主体的分段压裂完井工艺。该工艺具有固完井分段压裂一体化管柱、全通径、压裂作业连续等优点,能够缩短作业周期,后期出水层段可以关闭滑套进行堵水,但也存在投球易导致井筒生产堵塞、胶塞不碰压无法保证固井质量、与相邻井串通等问题,针对存在问题开展了分析评价,并提出解决对策,现场实施后基本实现了油井的正产生产,为此类分段压裂完井方式的下步规模应用奠定了基础。     

致密油水平井油管填砂分段压裂技术研究与应用

现有的针对油水平井压裂改造的工艺中,带底封水力喷射分段压裂需更换管柱,容易发生卡钻等事故。水力泵送桥塞分段压裂工艺压后需钻磨桥塞。裸眼封隔器完井投球分段压裂一旦出现砂堵,处理难度较大。为满足致密油水平井体积压裂的需要,通过对每一段进行精确控制的填砂封隔,实现油水平井油管填砂分段压裂,避免常规水平井压后卡钻、钻磨等问题,提高了分段压裂改造成功率和施工效率,为致密油藏增产改造提供了一套新的技术方法。     

塞平一井分段试油压裂工艺技术研究

长庆石油勘探局在安塞油田塞平一井分段试油压裂工艺技术研究中,自行设计研制了水平井自定位定向射初装置,进行了裂缝数目和工艺参数优选,并研制了液体胶塞技术,成功地实现了井筒隔离,保证了该井分4段射孔、试油压裂施工的顺利进行,取得了明显的增产效果。此项技术研究和实践的成功,填补了我国水平井分段试油压裂工艺技术的空白,为特低渗透油层水平井的开发提供了宝贵的经验。     

水平井滑套分压工艺技术及现场应用

针对目前国内外低渗透油田水平井压裂改造工艺复杂、工艺可靠性差的现状,研究试验了水平井滑套分段压裂工艺及配套技术,经现场试验及应用,该管柱性能可靠,满足水平井分段压裂要求.水平井选层压裂工具总成实现了坐封、工作、解封全过程液压动作,由其组成的工艺管柱入井工具少,性能稳定,并形成了事故卡井打捞配套技术,使施工更加安全可靠,是一种先进的水平井分段改造工艺技术.     

STUDY ON STAGED TESTING AND FRACTURING TECHNOLOGY OF SAIPING-1 WELL

长庆石油勘探局在安塞油田塞平一井分段试油压裂工艺技术研究中，自行设计研制了水平井自定位定向射初装置，进行了裂缝数目和工艺参数优选，并研制了液体胶塞技术，成功地实现了井筒隔离，保证了该井分4段射孔、试油压裂施工的顺利进行，取得了明显的增产效果。此项技术研究和实践的成功，填补了我国水平井分段试油压裂工艺技术的空白，为特低渗透油层水平井的开发提供了宝贵的经验。     

Y422可取压裂桥塞的研制与应用

针对大庆油田开采薄差油层压裂的需要,研制了一种Y422可取压裂桥塞。该桥塞主要由打捞机构、平衡旁通、密封机构、锚定机构、坐封解封机构、锁紧机构等部分组成。该工具承压差70MPa,耐温120,与其它工具配合使用,一趟管柱能够完成3～4个层段的压裂,施工工艺简单,操作安全可靠;可进行大跨距压裂,满足高砂比、欠替挤压裂施工要求,且一次下井可多次重复使用。现场应用20余井次,施工成功率100%。     

耐高温高压封隔器胶筒性能研究

封隔器的关键元件是具有密封能力的胶筒,胶筒的高温力学性能是影响其密封能力的主要因素。预选了2种四丙氟橡胶A与B,采用变量控制实验法设计了8种组分,按照API 11D1要求,对150 ℃×96 h、200 ℃×96 h,230 ℃×96 h等不同高温条件处理后的橡胶材料的拉伸强度、100%定伸强度、扯断伸长率等力学性能进行了测定。优选出一种橡胶材料,其在经过200 ℃×96 h高温处理后,拉伸强度仍保持21 MPa,100%定伸强度为12 MPa; 用该橡胶材料制备成封隔器胶筒,成功通过了200 ℃、70 MPa油密封30 min无压降、无泄漏试验。研究结果可为耐高温高压封隔器胶筒材料的选择与性能研究提供试验依据。     

小井眼三联合胶塞固井技术及关键工具研究

小井眼三联合胶塞固井技术可以解决小井眼固井顶替量准确控制、管柱验封的技术问题,关键工具为校准塞承压盘,其破裂效果及胶塞的耐磨性能影响着小井眼固井顶替量的准确性。介绍了小井眼三联合胶塞固井技术工艺原理、校准塞结构原理。通过理论计算、模拟分析及室内试验等,对施工工艺及校准塞进行研究。现场试验成功率100%,校准塞破裂盘打开压裂误差小于5%,验证了工艺的可行性及关键工具的可靠性。     

自封压缩式封隔器的研制与应用

为了使封隔器既能在大井斜处及井眼轨迹方位角变化较大的地方顺利坐封、保护套管压裂,又能进行水力喷射泵正常排液,基于胶筒接触密封理论,结合刚性部件机械强度校核方法,设计了自封压缩式封隔器。首先对胶筒与套管壁的接触应力进行了理论计算,然后在170 ℃条件下对该封隔器的耐压差性能进行了室内模拟试验,最后在施工现场进行了坐封、压裂、水力喷射泵排液试验。理论计算得出,胶筒的最低坐封压力应大于4.36 MPa;封隔器坐封后,胶筒与套管壁的接触应力随工作压差的增大呈线性增大趋势。室内试验显示,10.00 MPa坐封压力下,胶筒能够承受35.00 MPa反向压差;170 ℃条件下,封隔器能够承受70.00 MPa正向压差和50.00 MPa反向压差。现场试验表明,该封隔器能够在井斜角达72.4°的地方顺利坐封、压裂、排液和解封。研究表明,自封压缩式封隔器可解决常规封隔器难以实现的"既在大井斜处及井眼轨迹方位角变化较大地方顺利坐封、保护套管压裂,又能进行水力喷射泵排液"的问题,且应用效果良好,值得推广应用。      

可取式桥塞研制与应用

针对现行桥塞封层工艺中存在的不足,研制出可取式系列桥塞,包括A型、B型、C型3个系列。其结构由锚定机构、解封机构、密封机构3部分组成,可用油管或电缆送进坐封,完成临时性封堵、永久性封堵、分层采油、压裂、插管挤灰、插管采油、测试等作业。经千余井次的现场应用,各项技术指标均达到设计要求,最大工作压差105 MPa,最高耐温175 ℃,工艺成功率98% 以上。现场的成功应用表明可取式系列桥塞操作简单,是理想的井下封堵工具。     

新型高温高压封隔器组合式胶筒结构设计及试验

针对完井封隔器的胶筒存在耐温、耐压和循环测试可靠性等不足的技术难题,研制了符合API 11D1-V3级别的耐温170℃、耐压41 MPa的组合式胶筒.设计了三胶筒组合的胶筒结构,优先选了胶筒材料,并对关键尺寸进行计算和优化.建立有限元模型,分析了胶筒的接触应力和密封性能.按照API 11 D1-V3级别进行室内测试,并...     

QHY341型压裂封隔器的研制及应用

为实现投入少、压开层位多的一次管柱多层压裂,研制了QHY41型压裂用封隔器。这是一种无支撑、液压坐封、上提管柱解封的压缩式封隔器,能满足中深油藏一次管柱分压三层的需要。封隔器采用双液缸压缩两级胶筒密封,最高耐压70MPa,在分解成两级使用时,单级耐压达到45MPa。喷砂滑套与封隔器主体连成一体,减少了施工时的沉砂量,不易造成砂堵。由于每个封隔器的解封距由上至下逐渐递减,多个封隔器的解封载荷始终相当于一个封隔器的解封载荷,有利于顺利解封。封隔器还有反洗功能,可保证不被砂卡。6口井共9个小层的分层压裂施工均获成功,但一次管柱分压3层以上的尚待试验。     

300%扩张比抗H2S腐蚀堵水桥塞研制及应用

由于普光气田气井的硫化氢含量高,采用了永久式完井管柱,难以实施动管柱堵水、化学堵水等工艺。因此,选用不动管柱过油管下入桥塞堵水工艺。常规桥塞的扩张比小于150%,而且直径大而无法过油管下井。研制了直径为&#248;62 mm的大扩张比抗硫桥塞。本体材料选用718镍基合金; 胶筒材料选用氢化丁晴橡胶,并进行特殊工艺处理。试验结果表明,该桥塞可过油管下井,在177.8 mm(7英寸)套管内卡封,130 ℃下其密封压差达16 MPa,径向扩张比达300%,耐体积分数为20%硫化氢腐蚀。     

海上油田精细分段压裂工艺及关键工具

投球滑套分段压裂工艺需多次投球,施工层位一般不超过7层,且滑套无法关闭; 泵送桥塞压裂工艺需多次下入桥塞,并进行钻铣。为进行精细分段压裂,研究了不动管柱水力喷射分段压裂工艺和可开关固井滑套无限级分段压裂工艺。前者通过水力封隔实现12段的精细分段压裂,后者压裂段数不受限制,且可关闭相应层位的固井滑套,控制产液的采出,实现油藏的精细分段和井筒的全通径。两种工艺分别适用于外径为114.3 mm和139.7 mm的套管,压力等级可达70 MPa,均可进行二次压裂,具有较好应用前景。