双向卡瓦大通径悬挂器的研制及应用

针对我国现有悬挂器结构普遍存在密封性能差、易提前坐封、易发生倒不开扣、卡瓦装置不合理和内径不能满足膨胀筛管膨胀工具串通过等问题,研制了双向卡瓦大通径悬挂器。该悬挂器由双向卡瓦坐封机构、密封部件和防自动解封机构等部分组成。与常规悬挂器相比,采用双向卡瓦坐封机构,坐封后工作状态锚定可靠;采用密封环设计,保证了悬挂器和套管环空的液压隔离;送入工具回收采用机械旋转倒扣螺母方式,使悬挂器内通径达到124 mm。现场试验情况表明,该悬挂器操作简单,坐封可靠,密封能力达到30 MPa,悬挂器内径允许膨胀筛管膨胀工具串通过,适合膨胀筛管防砂完井作业。     

简易防砂坐封验封一趟管柱工艺研究及试验

针对常规完井工艺不能一趟管柱完成整口井的多层简易防砂完井施工的现状,设计了防砂完井一体化工艺管柱。该管柱包括外防砂管柱和内坐封-验封一体化管柱2大部分,内、外管柱通过悬挂丢手封隔器连接成一个整体。外防砂管柱用于层间分层封隔和悬挂防砂筛管;内坐封-验封一体化管柱能实现防砂封隔器坐封、验封一体化功能。施工时只需1趟管柱作业即可把防砂管柱下到油层预定部位,并逐级完成防砂封隔器的坐封和验封。现场试验结果表明,该工艺管柱各级封隔器坐封、验封合格率100%,显著提高了施工效率,降低了作业成本。     

海上油田用Y445-210型丢手悬挂封隔器研制

常规的Y445型丢手悬挂封隔器应用于海上油田大尺寸井筒时,存在中途坐封、丢手单一和强制解封等问题。研制了Y445-210型丢手悬挂封隔器。该封隔器设计有防中途坐封结构,采用液压和机械双重丢手方式,可独立打捞、解封,具有坐封容易、密封可靠和打捞方便等优点。室内试验和现场应用表明:该封隔器施工可靠性高,各项性能满足现场使用要求,可应用于海上油田244.5mm(9英寸)井筒内油水井的防砂、卡封、堵水和压裂等作业工艺。     

复杂结构井完井多功能液压悬挂器

为保证复杂结构井中悬挂器的坐卡、丢手和密封的可靠性,研制了2种规格的多功能液压悬挂器。该悬挂器主要由回接和顶部封隔总成、双作用丢手总成、锁紧总成、液压坐卡总成和解卡总成等组成,集坐卡锁紧、双作用丢手和顶部环空封隔于一体,可解决复杂结构井中尾管、筛管悬挂和顶部密封的难题。现场5口井的应用表明,该悬挂器坐挂成功率高,液压丢手显示明显,顶部密封能够防止漏砂及管外水窜,并可提高固井质量。     

Y445-150型防中途坐封安全处理封隔器

针对常规封隔器作业时存在的中途坐封、丢手失败、承受双向压力能力差等导致一次成功率低的问题,研制了Y445—150型防中途坐封安全处理封隔器。该型封隔器设计了防中途坐封装置、后处理安全装置和分压装置,采用了液压坐封丢手、双锥体卡瓦锚定、机械内锁紧和上提下放管柱解封的结构,具有抗碰撞、坐封丢手灵活、防上滑、后处理方便、悬挂能力强及通径大等特点。胜利油田150多井次的应用表明,该型封隔器的下井、打压坐封、丢手一次成功率均在98％以上。在直井、斜井和水平井作业中,可用于悬挂管柱、作桥塞、卡封及堵水等。     

尾管悬挂器

目前国内用于水平井油层专打悬挂筛管完井工艺,多采用固井悬挂器加管外封隔器及配套工具组合,以实现悬挂筛管和密封油套环空的目的。在施工过程中,首先将尾管悬挂器、管外封隔器、配套工具、套管和筛管丢人井内;再下胀封钻柱,进行反替泥浆、油层保护液或酸洗油层等工艺;然后,钻柱内投球憋压胀封封隔器,密封油套环空,提出胀封钻柱,即可完井。该工艺的弊端是：为方便丢手,悬挂器一般坐挂在75°的井斜范围内,重合段长,不经济;施工工艺繁琐;悬挂器无解封装置,一旦遇到特殊情况,中途坐挂,无法解封,只能磨铣。     

NYSSX-C型内嵌卡瓦液压丢手式尾管悬挂器

在水平井、大位移井及小井眼井等井中,常规尾管悬挂器在使用中会出现入井困难、过流面积受限及承载能力偏低等问题。鉴于此,研制了NYSSX-C型内嵌卡瓦液压丢手式尾管悬挂器。该悬挂器改传统悬挂器卡瓦与锥体之间直接楔形的受力方式为周向受力的复合受力方式,并同时具备液压丢手和机械丢手功能,可靠性和适应性更强。现场应用结果表明,该尾管悬挂器下套管及送入钻具连续顺利,摩阻正常;坐挂、丢手、憋通球座全部通过憋压控制实现,压力明显;坐挂前后循环排量、压力几乎无变化,各项施工技术指标全部达到预定值。     

大井眼卡簧式铅封防砂封隔器的研制

为保证大井眼防砂井正常生产,研制了卡簧式铅封防砂封隔器。该封隔器主要由坐封机构、丢手装置、复合铅封组件及导向系统组成。卡簧式坐封机构的设计增大了坐封锁紧力,同时保证坐封安全可靠;滑块式丢手装置有效避免了刚体伤害;另外复合铅封组件采用内带刚性结构的高密度柔性石墨结构,耐温达350℃,适应稠油热采要求。室内试验和现场应用表明,该工具创新性强,综合性能安全可靠,能很好地满足φ244.5 mm(95/8英寸)套管完井生产的需要。     

?139.7mm小井眼侧钻井顶部注水泥工艺在G104-5P54CP1井应用

针对G104-5区块油层出砂和油层上部井段出水的开发难题,研究了?139.7 mm小井眼侧钻井顶部注水泥工艺。该工艺油层段下入?88.9 mm基管的防砂筛管,上部采用?95.25 mm非标套管,其壁厚6.5 mm,内径82.25 mm。配套了胀封压力为10～12 MPa的小尺寸管外封隔器、打开压力为13～15 MPa的小尺寸分接箍和小尺寸水泥盲板,实现了顶部注水泥。通过筛管下入可行性分析和下入筛管前进行等刚度管柱通井,实现?88.9 mm防砂筛管的安全下入。G104-5P54CP1井成功应用顶部注水泥工艺,施工过程顺利,固井质量优质,为油田?139.7mm老井利用提供了技术基础。     

ZFQ-114防砂坐封器的研制与应用

针对油井内杂物可能堵塞坐封器造成封隔器无法坐封的情况,设计了防砂坐封器。通过设计防砂桥式通道,采用销钉固定防砂球座,确保油套连通;设计有反洗井机构,一旦砂子等杂物沉积在防砂球座上,可通过反洗井清除杂物,使其不至于落入坐封器下部传压通道内,可完成封隔器的正常坐封、正常丢手,保证施工工艺可靠完成,提高工艺可靠性。从现场15口井的应用情况看,没有一口井出现砂堵现象,工艺成功率100%,为化学封堵提供了技术支撑。     

小井眼复合防砂技术的研究与应用

小井眼复合防砂技术结合了人工井壁防砂和机械防砂的优点,可有效解决Φ101.6mm套管小井眼油气井出砂难题。该技术可有效消除气流和地层压力对人工井壁造成的冲击,解决人工井壁低温固化强度低的难题,为治理Φ101.6mm小井眼气井、地层压力高的油井、造浆严重的油井和浅层油井出砂难题提供了一种非常有效的防砂手段。介绍了小井眼复合防砂技术的结构组成、技术原理、主要工具的研制、技术指标和现场试验及应用。     

Ф177.8mm套管注水井分层防砂偏心分注技术

针对机械防砂空心分注技术存在防砂后通径小、分注级数少、投捞测配繁琐等问题,进行了大通径分层防砂和小直径偏心定量分注工艺研究,形成了?177.8mm套管注水井分层防砂偏心分注技术。该技术分层防砂达到3段,留井防砂管通径可达108mm,分层注水管柱内通径46mm,可满足验封、定量配水、斜井投捞测配等要求,为易出砂地层分注工作提供了一种防砂可靠、分注级数多、投捞测配简单的技术思路。     

顺北区块超深小井眼水平井优快钻井技术

顺北区块超深小井眼水平井钻井过程中,钻遇易漏易塌的层位多、摩阻扭矩大、φ120.6 mm井眼轨迹控制困难,导致机械钻速低、钻井周期长,为此进行了优快钻井技术研究。通过分析钻井、测井、测试等资料,建立了地层三压力剖面,并据此确定必封点,将六级井身结构优化为四级井身结构;针对易漏易塌地层的特点,通过室内试验,制定了防漏防塌技术措施;通过分析大角度螺杆的造斜率和采用双增式轨道,降低了小井眼段轨迹控制难度;通过降低定向井段长度、钻具和井壁的接触面积和采用混油钻井液,降低了摩阻扭矩;试验应用“扭力冲击器+PDC钻头”钻井工艺,提高了机械钻速。通过研究和试验形成了顺北区块超深小井眼水平井优快钻井技术,并在5口井进行了现场应用,与采用六级井身结构的X1井相比,机械钻速提高了29.36%,钻井周期缩短了93 d。研究与应用表明,超深小井眼水平井优快钻井技术能满足顺北区块超深小井眼水平井安全高效的钻井需求,为该区块碳酸盐岩海相油气藏的高效开发提供了工程技术保障。      

膨胀筛管防砂技术研究

膨胀筛管技术是一种新兴的防砂技术,介绍了大通径膨胀筛管悬挂器、带有割缝的膨胀螺纹及具有变径功能的膨胀工具等膨胀筛管的几个关键技术。大通径膨胀筛管悬挂器能够确保变径膨胀工具的顺利下入,带有割缝的螺纹膨胀后与筛管本体具有一样大小的内径,变径膨胀工具使得膨胀筛管可以紧贴井壁,减少砂粒的运移和冲蚀。膨胀筛管技术在两口套损井中的防砂应用表明,在满足选井条件的情况下,采用膨胀筛管可以获得较好的生产效果,筛管膨胀后紧贴套管内壁,膨胀后筛管内径比普通筛管内径大,有利于增大泄油面积,提高油井产量。     

国内尾管固井完井技术现状

介绍了小井眼固井、尾管先期防砂完井、尾管回接固井、旋转尾管固井、膨胀套管完井和尾管钻井等6种新兴的尾管技术.分析了特殊卡瓦式悬挂器、尾管回接装置和膨胀式悬挂器等3大类尾管完井工具研究现状.建议在尾管完井中采用特殊尾管和新兴的完井方式,并采用多手段提高尾管固井质量.指出尾管悬挂器应向多功能化、简单化和可靠性方向发展.     

提高膨胀波纹管在弯曲井眼中应用可靠性研究

膨胀波纹管技术在弯曲井段中受井眼条件的影响,国内一直未形成配套技术;国外虽然有成功应用的案例,但存在应用规模小、成功率不高等问题。为了确定膨胀波纹管适用的井眼条件,明确了井径、井斜角变化率和方位角变化率对其膨胀性能的影响规律。为了缩短井眼准备时间,提高封隔段井眼质量,推荐了多种扩眼工具。为了提高焊缝的承压能力,研发了端头整形装置,将端头形状误差缩小至1 mm以内;研制了自动焊接装置,减少了人为因素对焊接质量的影响,将焊接效率提高了8倍以上;形成了焊缝缺陷识别方法,识别精度最高可达0.01 mm,确定了不同类型缺陷在不同位置的临界失效尺寸。研制了适用于小井眼的机械膨胀工具和应对井下复杂情况的磨铣膨胀一体化工具。完善了膨胀纹波管在弯曲井眼中应用的施工工艺,降低了管串提前失效和膨胀不充分等风险。研究成果在2口井中成功应用,标志着形成了膨胀波纹管封隔弯曲井眼复杂地层的配套技术,为解决全井段复杂情况提供了新技术手段。     

微小井眼电机驱动CT牵引器控制系统设计

微小井眼连续管(CT)井下作业技术在钻井、测井、修井、完井、气举采油等方面优势突出,但因微小井眼直径小,CT在井眼中不旋转,井下遇阻严重,送进困难,严重影响该项钻井技术的应用与推广。在分析国内外牵引器研究现状的基础上,设计了一种微小井眼井下电机驱动CT牵引器控制系统。该系统直接利用4个伺服电机驱动与控制牵引器牵引井下CT下入和取出,减少了利用循环液驱动时对液压能的依赖性和利用循环液压阀来控制管路的复杂性,节省了液压管路的空间,使作业过程能正常循环井底液体。CT牵引器控制系统适用于小井眼井下牵引作业,稳定性好,牵引灵活,牵引速度快,解决了因井下CT摩阻较大,下入和取出困难等技术难题,增加了CT在井下的延伸长度,将促进我国微小井眼CT井下作业技术发展。     

?406.4mm尾管悬挂技术在深水钻井中的应用

针对深水钻井水下井口系统的表层套管尺寸限制后续套管层次的问题,介绍了?406.4 mm超大尺寸尾管悬挂技术以及与其对应的注水泥工艺。悬挂装置由承载环和配套的悬挂器组成,承载环最大外径508 mm,最小内径445.8 mm,出厂前预制在?508 mm套管上;配套的悬挂器上卡环坐入?508 mm套管承载环上的对应卡槽内,连接?406.4 mm尾管串。对作业过程中可能出现的一些问题进行了分析总结,提出了建议。该技术有助于优化井身结构,从而更好地应对复杂地层钻井难题,对今后类似井的作业具有很好的借鉴作用。     

侧钻井大通径尾管完井技术研究及应用

胜利油田侧钻井普遍为?177.8 mm和?139.7 mm套管侧钻井,存在环空间隙小、完井内径有限等问题,特别是潜山油藏二开次侧钻困难、稠油油藏侧钻井注汽工艺不配套、砂岩油藏侧钻后难以机械防砂等难题突出。为了解决上述难题,优选侧钻井扩眼工艺,优化大通径尾管完井方案设计,研发了大通径膨胀悬挂器、预应力地锚和胶塞测试接头等配套工具,并从完井尾管优选、水泥浆体系优化和提高套管居中度等方面完善配套工艺,形成了侧钻井大通径尾管完井技术。现场应用表明,该技术有效地解决了潜山、稠油和砂岩等特殊油藏侧钻井完井难题,具备进一步推广前景。