自平衡井下安全阀动态平衡响应探讨

在当前油气田生产开采过程中所使用的自平衡井下安全法经常会出现自平衡时间和中心管下移时间匹配、协调问题,针对就有问题以当前油田使用比较广泛的FVL型井下安全阀为例对自平衡井下安全阀开启时间的平衡响应时间进行探讨,使得井下安全阀工作可靠性得到有效改善,同时也能为类似安全阀实现结构优化提供基本参考。     

国外井下安全阀的技术现状

井下安全阀是一种用于防止井喷、保证生产安全的井下工具。系统调研了哈里伯顿、贝克休斯和威德福3家国外大型油田服务公司的井下安全阀技术,具体介绍了其工作原理、特点、指标等情况。综合分析结果表明,哈里伯顿公司的井下安全阀耐压最为突出,高达137.9 MPa,贝克休斯公司的产品耐温最高,达到177℃。各公司安全阀主密封基本都采用金属-金属密封方式。在选材方面,低度、中度腐蚀环境中选用9Cr1Mo、13%Cr等,高度腐蚀环境选用镍合金INCOLOY 925和INCONEL 718。从长远发展来看,必须发展性能可靠、结构简单、智能化的井下安全阀系统。     

井下防砂工具自主研发探索与实践

为了降低海上油气田的开发成本,减少完井作业和油气生产过程中对国外井下工具的依赖性,中海油监督监理技术公司自主研发了适合我国海上油气田具体情况的井下工具。根据海上防砂工具使用的环境特点,从工具结构、扣型、密封、公差配合、工具选材和加工等方面对井下工具的研制进行了分析,剖析了防砂工具材质优选和结构优化的难点,给出了具体的技术思路和切实可行的解决办法。新研制的常规压裂充填完井防砂工具在海上油田得到了成功应用,现场应用表明,自主研发的井下防砂工具结构设计合理、性能优良,为海洋石油井下工具国产化提供了一个很好的典范。     

井下安全阀现场操作常见问题及解决办法

伊拉克格拉芙油田使用的BAKER Thunder TE-5型井下安全阀现场应用时常出现不能打开、不能关闭、开启压力偏高和开启后压力下降等情况。对于故障原因的排查，遵循先易后难、先地面后井下的原则。针对地面控制单元及辅助设备设施的故障，通过修复或更换故障零部件的方式来恢复井下安全阀的功能；对于安全阀本体、阀瓣及井下控制管线等地下部分的故障，处置措施则相对困难，当采取常规解决措施无效时，可采取更换安全阀或将安全阀锁定在常开状态进行生产，或结合钢丝作业及连续油管作业的配合施工解决。该方法为后续现场施工提供借鉴和参考，有效防止了井喷，保证了生产安全。     

渤海油田某井震击器断裂落井事故分析

在海上钻井施工过程中,由于钻具故障带来井下事故是时有发生的,部分事故是由于工具质量导致,还有一部分往往与工具使用及现场操作方面有关,造成的经济损失也是巨大的。A5井是渤海油田施工的一口探井,在处理井下复杂情况时,由于震击器断裂导致井下事故。文章详细介绍了该事故发生的原因、处理工艺措施。最终该井事故成功处理,为钻井作业处理同类事故积累了丰富的经验。     

电缆式地层测试器应用效果分析

介绍了电缆式地层测试器的基本功能,通过准噶尔盆地和塔里木盆地的地质应用实例对其在油气田勘探阶段的使用情况作了详细叙述,如在探井中测量地层压力、进行储层渗透性评价、井下取样和现场组份评价.将电缆式地层测试器的测量结果与传统钻杆测试技术测量的结果作对比,分析其测量结果产生差异的原因和电缆式地层测试器使用中应注意的问题.由于地质条件和测试目的不同,可根据实际情况选择使用电缆式地层测试器或钻杆测试技术.指出在国内不少油田,电缆式地层测试器还未能发挥其优势.最后给出了现场使用中的几点具体经验.     

NE型油管回收式井下安全阀

NE型油管回收式井下安全阀是一种自平衡、阀板式安全阀,设计在井筒中某点进行关断.该安全阀是在地面进行控制的井下安全阀(SCSSV),阀门采用液压控制;遵循安全阀打开程序开启安全阀,根据操作指导调整控制管线压力.     

抗硫高温高压井下安全阀故障及处置实践

在井下安全阀的使用过程中,不可避免地会出现一些功能故障,文章开展大量现场实践与分析研究,初步明确了井下安全阀常见故障的表现形式、主要原因及对应处置措施。结果表明,井下安全阀下深一般在80～120 m,在关井或产量较低时,由于此处温度较低,加之高压含硫等因素影响,存在井筒天然气水合物堵塞造成井下安全阀无法动作的风险,应采取适当的水合物预防措施;井下安全阀故障主要发生在地面控制部分,可通过修复或更换故障部件恢复井下安全阀功能;针对常规手段无法有效处置的井下控制系统及安全阀的故障,可采用常开工具打开井下安全阀,通过ST3井实践证实,该方法为高温高压含硫井中井下安全故障处理提供了有效对策。     

88.9mm油管携带式井下安全阀研制

为解决在海上油气田生产过程中井中流体发生非正常流动时所带来的安全问题,采用结构设计和试验验证相结合的方法,研制了一套油管携带式井下安全阀。通过多次地面功能测试,各项性能参数稳定可靠,满足现场作业要求。     

含Cr钢的CO_2腐蚀研究进展

在油气开采过程中普遍存在石油管材CO2腐蚀破坏的情况,目前对于CO2腐蚀防护最有效的方式仍是使用耐蚀合金,含Cr钢是油田常用的一类耐蚀管材,对于含Cr钢的腐蚀研究一直是油气田用户关注的焦点。根据油气田CO2腐蚀的特征及选材,介绍了低Cr钢、13Cr/超级13Cr不锈钢、双相钢等油田常见的几种耐蚀管材的CO2腐蚀研究进展,并提出了含Cr钢开发和研究存在的问题,为油气田耐蚀管材的选择提供一定的参考。     

海上蒸汽驱井筒长效安全控制工具研制及应用

针对海上稠油井蒸汽驱工艺的注热时间长、井下高低温交变工况的特点,进行注热管柱设计及配套井下工具的技术攻关,达到蒸汽驱井筒长效安全控制的目的.蒸汽驱井下安全控制管柱采用了以高温环空安全封隔器、高温井下安全阀为核心,辅以高温排气阀、热敏封隔器的设计,能够实现高效隔热、环空充氮及洗压井、地面控制应急关断等功能.配套井下工具方...     

盐穴储气库低节流井下安全阀的研制

为了满足盐穴储气库注气排卤简化技术的设计要求,降低井下安全阀节流冲蚀的影响,以内径尽可能大、外径尽可能小为原则,优化了安全阀本体连接及液控管线与安全阀连接处的密封形式,将S13Cr-P110新材料应用于弧形阀板结构,研制了最大外径?184.15 mm的盐穴储气库低节流井下安全阀,并进行了液压控制管线及液控系统压力测试、开启关闭功能测试和泄漏速率测试。研究结果表明,SVT5低节流井下安全阀降低了安全阀处29.51%的节流,符合ANSI/API Spec 14A 井下安全阀设备规范要求,水密封试验及气密封试验均合格,为盐穴储气库注气排卤完井作业技术的发展提供经验。     

井下隔离法全过程欠平衡钻井技术及应用

全过程欠平衡技术是指在不压井的条件下实现欠平衡钻进、不压井起下钻具、电测仪器、完井管具等。井下隔离技术是利用套管阀将井下的油气和压力封隔在阀板以下，是目前最实用的一种不压井作业技术。因此,决定在胜利油田渤深6-13井采用该技术。在详细分析全过程欠平衡技术特点和技术关键的基础上，根据渤深6潜山的地质情况，结合该区块欠平衡作业的经验，针对该井制定了不压井作业施工方案，配套完善了欠平衡装备和工具，对施工人员进行了技术培训，最终利用井下套管阀成功地实施了从钻进到下筛管的全过程欠平衡作业。     

海洋钻井井下控制装置的研制与应用

为防止过大的台风易造成平台上钻具倒斜,或因井筒内水泥塞泄漏造成井涌或井喷等事故,开发研制出一种用于海上钻井过程中防台风临时关井的专用井下工具——海洋钻井井下控制装置。该装置由61/8英寸钻井井下控制阀和133/8英寸多功能RTTS封隔器组成,可将钻具悬持在井中,密封井眼,起到很好的防台风临时弃井效果。现场使用情况表明,该装置结构合理,性能先进,各项技术指标均达到设计和施工要求,抗台风能力强,提高了钻井作业效率,取得了较好经济效益及社会效益。     

双管分注井井下安全控制技术研究

由于目前没有双管分注安全控制技术及配套工具,制约了双管分注工艺技术在海上油田的推广应用。为此,对双管分注安全控制技术的整体方案与配套关键工具进行了研究。双管井下安全控制系统由环空安全控制系统与中心内管安全控制系统2部分组成,环空安全控制系统由环空安全阀与环空封隔器组成。环空安全阀控制双管环空通道的开闭,注入安全阀控制中心管通道的开闭。应用该技术可使海上注水井分层配注准确,大幅度降低了海上油田的测调工作量。     

气井井下节流动态预测

气井井下节流工艺将节流器安装于油管的适当位置来实现井下调压，能充分利用地热对节流后的天然气加热，从而改变天然气水合物的生成条件，对于防止水合物生成起到了积极的作用。井下节流后，气体由于压力降低而膨胀，气体的压能转变成动能，促使气流速度增大，有利于提高气井的携液能力。文章应用节点系统分析方法，以井下节流器为节点，建立了气井井下节流过程井筒压力温度动态预测模型。该模型综合考虑了流入动态和井筒径向传热机理，能够预测井下节流压力、温度等重要参数，为井下节流动态分析、井下节流器工艺参数设计、水合物防治、排液采气工艺提供了必要的技术手段。     

阿姆河右岸高温、高压、高含硫气田DST测试管柱优化设计

土库曼斯坦阿姆河右岸高温、高压、高含硫气田的地质结构复杂,具有高压力、低渗透的特点,且天然气中普遍含有H2S、CO2等腐蚀性气体,在测试作业过程中发生过井下测试管柱不密封、油管腐蚀损坏、压力泄露等问题,从而影响施工进度和人员、设备的安全。针对此类问题,从工艺和安全角度出发,本着简单实用的原则,通过对现用的4种DST管柱结构的应用特点及工艺进行分析,优化出一套适用于该区块的DST测试管柱(即射孔—测试—酸化—测试—挤压井管柱),其结构为:TCP管串+RTTS封隔器+安全接头+RD循环阀+RD安全循环阀+OMNI多功能循环阀(不带球)+校深短节+采油树。如果测试后直接投产,则可使用永久式插管封隔器来代替RTTS封隔器,即转换为射孔—酸化—测试—完井管柱。该优化后的管柱设计方案已经成功应用于5口井的测试作业,对指导高温、高压、高含硫井的测试施工设计,有效预防安全质量事故的发生,确保取全、取准地层数据和资料提供了技术支撑。     

多次激活旁通阀技术及应用

多次激活旁通阀是指连接在钻柱某一位置、可多次改变井下流体流动方向的工具。介绍了M-I SWACO投球式多次激活旁通阀的工作原理、技术优势和操作流程。通过在番禺油田大位移井中的应用表明:该阀可实现不起钻堵漏; 保护下方的MWD、LWD等流体敏感性工具不受流体排量和性质的影响; 清除大位移井岩屑床,清洁井眼。并对投球式多次激活旁通阀的局限性进行了分析,提出了几点旁通阀的发展建议。     

海上油井井下安全阀

目前国内尚没有适合海上油井完井采油的井下安全阀定型产品，为此研制出SF－1型井下安全阀。这种阀主要由活塞总成、弹簧、阀板总成及中心管等组成。样阀经室内性能检验及现场应用试验，其性能完全达到海上油井采油工艺要求。     

井下安全监控系统设计与实现

针对目前国内井下故障频发,而预警效率低、安全监测技术较为滞后的问题,设计研制了一种具有自主知识产权的井下安全监控系统。该系统可以直接测量近钻头力学参数和工程参数,利用钻井液脉冲将所测参数实时传输至钻井风险分析评估模块,该模块通过分析计算接收到的数据判断钻井风险类型,并评估风险等级。现场试验表明,井下安全监控系统功能完善、性能稳定,风险评估准确率大于95%,部分技术指标达到了国外同类监测系统的水平。研究表明,井下安全监控系统可以降低深部复杂地层钻井风险和钻井成本、解决深部复杂地层井下故障预警效率低等问题,可以产生较大的经济效益。