Y341-114XF型注水封隔器的研制及应用

针对吐哈油田分层注水工艺管柱大多采用的Y341-115注水封隔器密封性差、工作寿命短、解封困难等现象，研制了Y341—114XF注水封隔器。该封隔器依靠管柱自重下放解封，解封更加可靠；胶筒肩部的保护装置既可保护胶筒又可提高其承压能力；反洗机构采用软密封，密封更加可靠；较大的内通径方便了投捞测试作业。64井次和176套封隔器的现场应用表明，该封隔器坐封、密封、解封可靠，耐压高，有效期长，施工成功率达100％，可适应深井高压分注的要求。     

无骨架内衬扩张式封隔器的研制与现场试验

为解决常规钢丝帘线或重叠钢片式扩张封隔器胀封承压后残余变形大、易卡管柱的问题,通过设计无骨架内衬扩张式胶筒,研制了无骨架内衬扩张式封隔器。该封隔器采用两端嵌套弹簧的方式来提高胶筒多次坐封的可靠性,在工作压差2.5~5.0 MPa下,胶筒可以充分胀封并可靠密封。室内试验表明,无骨架内衬扩张式封隔器在150℃下可以反复坐封/解封50次,双向承压85 MPa,解封后胶筒残余变形率小于1.5%。该封隔器在延长油田2口老井重复复压裂施工中进行了试验,其坐封显示明显,且在井内工作50 h多后,顺利解封,封隔器胶筒完好,外径仅由108 mm扩大至109 mm。研究结果表明,无骨架内衬扩张式封隔器封隔能力强,能重复坐封、解封,比常规扩张封隔器胶筒残余变形小,更易于解封起出管柱。      

DXY441-114型防蠕动封隔器的研制与试验

针对扩张式和压缩式封隔器存在的抗蠕动性差和胶筒材料老化导致密封性变差等问题,研制了DXY441-114型防蠕动封隔器。该封隔器主要由坐封机构、密封机构、洗井机构、锁紧机构和解封机构等部分组成,具有密封性好、承压能力强的特点,能满足复杂断块分层注水的要求。室内试验和现场试验表明,该封隔器能够很好地实现坐封、密封、洗井和解封功能,在胜利油田东辛采油厂12口井坐封成功率100%,平均有效期已达9月,最长的有效期达15月。     

自验封可洗井封隔器的研制与现场试验

胜利油田分层管柱用的两种封隔器 (Y341— 112压缩式 ,K344— 114扩张式 )普遍存在坐封有效期短 ,且下井后无法验证封隔器的密封效果 ,为此研制开发了FXZ—Y341— 114自验封封隔器。这种封隔器主要由坐封、自验封、解封、洗井、密封和锁紧等部分组成。采用液压坐封和上提管柱解封方式 ,设计有自验封装置 ,实现了封隔器坐封与验封同步完成。正常注水时 ,可反洗井和检验封隔器的密封性能。 11口井现场试验表明 ,这种封隔器坐封和解封灵活 ,承受压差大 ,密封效果好 ,能满足分层注水工艺的要求     

多段分层注水井逐级解封封隔器研制与应用

常用压缩式封隔器的技术结构普遍是坐封时用解封销钉来锁住整个坐封机构,保持胶筒压缩,解封时通过剪断这个销钉实现胶筒的释放。如果解封销钉小一些,注水过程中外压升高时,销钉常常会自动剪断使封隔器解封;如果加大销钉,每一级封隔器解封力增大,导致管柱上提力逐渐增加,致使解封困难。针对这个问题,通过改变封隔器的技术结构,使坐封机构和解封机构脱离,研究设计了能实现逐级解封的注水井可洗井封隔器,从而改变了常规水井封隔器管柱上提整体管柱、封隔器胶筒同时摩擦套管壁的概念,每级封隔器单独承受上提管柱的解封力,从最上一级封隔器开始依次解封。现场应用表明,逐级解封封隔器实现了管柱在封隔器逐级解封的情况下小载荷起出,从而有效地解决了管柱无法顺利起出的问题,为多层段细分注水提供了技术保障。     

Y341B-115逐级解封封隔器的研制与应用

针对现有多层堵水封隔器坐封难、解封难问题,优化设计了逐级解封封隔器的坐封机构、锁紧机构、验封机构、平衡保护机构、逐级解封机构。该封隔器操作简单,解封动作可靠,解封负荷小,小于20 kN;验封可靠,多级使用可对各级封隔器验封;其平衡保护机构可使封隔器既承上压又承下压,具有双向承压能力;优选出氢化丁晴胶料,提高了胶筒耐温耐压性能;设计有防中途坐封的销钉,保护封隔器的密封件,提高了封堵管柱的可靠性。经现场多级堵水应用,封堵效果好,起管柱时解封负荷小,实现了逐级解封,为厚油层多级堵水提供技术支撑。     

超深裸眼注水封隔器的研制与应用

针对塔河油田碳酸盐岩油藏实施分段注水存在的问题,以及常规裸眼封隔器在超深裸眼分段注水工艺中存在的不足,在裸眼封隔器工作方式优选的基础上,选择K341裸眼注水封隔器方案。介绍了K341裸眼封隔器的结构和工作原理,对封隔器的胶筒、坐封机构、胶筒密闭/锁紧机构、解封机构和平衡机构等进行了结构设计,优化了K341裸眼封隔器的结构。同时为防止套管腐蚀,在分注管柱结构中增加了1级套管封隔器,并在管柱中加安全接头。2口裸眼分层注水井现场试验都取得成功,验证了超深分注管柱与裸眼封隔器的可靠性和安全性。     

Y341-70型封隔器的研究与应用

为满足侧钻井分采、酸化等工艺措施的要求,设计了Y341-70型封隔器。这种封隔器采用液压坐封、上提解封的方式,满足了侧钻段分采、酸化工艺要求;通过采用楔形隔环增加其坐封力,同时采用小螺距锁环提高其承压能力。胜利油田10井次的现场应用结果表明,带有Y341-70型封隔器的工艺管柱施工成功率达到了100%,有效地解决了油田侧钻井层间矛盾的问题。     

Y441E-114双向锚定封隔器的现场应用

现有的Y441-114封隔器坐封时,坐封与锚定一般通过液压实现,并通过锁紧机构锁紧,防止胶筒回弹,防止锚定机构椎体回退。解封时,有采用上提管柱,有采用先下压再上提管柱等方法实现封隔器解封与解除锚定。这些封隔器在设计思想上解封与解除锚定是没有问题的,但是由于井下情况十分复杂,受结垢、结盐、腐蚀、沉砂等原因的影响,坐封活塞机构可能无法回位,造成胶筒无法回弹,卡瓦锥体无法回位,最终封隔器难以安全 起出。针对上述可能存在的共性问题,优化设计了Y441E-114封隔器。文章述了现有的Y441-114封隔器的结构特点及现场应用可能存在的问题;详细阐明了Y441E-114封隔器的结构设计、工作原理、特点。还可与多种封隔器相组配,组成多种工艺管柱。从现场12口井的应用情况看,工艺成功率100％,取得了较好的应用效果。
     

Y341-115P洗井平衡封隔器的研制与应用

针对目前大多数油田分层注水使用的无支撑液压坐封封隔器反洗井时易解封造成管柱失效的问题,研制了Y341-115P洗井平衡封隔器。该封隔器由平衡机构、洗井机构、坐封机构、双级活塞安全及解封锁块、锁紧机构等组成。平衡机构在反洗井时抵消大部分作用在封隔件上向下的力,减小了解封剪钉的受力,增强了封隔器密封的可靠性。该封隔器在胜利油田现场应用了10口井,施工成功率100%,反洗井最高耐压达到26.5 MPa。现场应用表明,该封隔器结构合理、原理可靠,能明显提高反洗井耐压值和管柱分层注水成功率,延长管柱寿命,提高封隔器密封性能。     

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。     

密闭扩张式封隔器的研制及应用

针对扩张式封隔器在应用中存在压力波动及停注时自动解封,易造成各层之间窜通的问题,研制了K344(1)-112密闭扩张式封隔器。该封隔器在注水压力波动及关井停注时依然保持密封状态,解决了层间窜通问题。设计了2种解封方法:一是反洗井解封法,二是上提管柱解封法,方便实用。注水时封隔件轴向压缩,有效缓解胶筒端部应力集中,提高密封效果,延长封隔器使用寿命。该封隔器在胜利油田的53口分层注水井中进行试验应用,施工成功率100%。封隔器封隔可靠,可防止层间窜通。2种解封方式解封可靠,能满足反洗井和起管柱作业的要求。     

海上油田大斜度井同心双管注水技术

目前海上同心双管注水工艺存在着安全控制不可靠、内外管分层容易失效、封隔器解封不彻底等问题,造成洗井困难且影响油田正常生产。为此研究了新型同心双管注水工艺技术,该技术注水管柱相互独立,施工相对简单,外管附加载荷大大降低,注水三通道都能实现单独的安全控制。环空安全阀采用柱塞坐封方式并有备用注水通道,提高了安全阀的可靠性及使用寿命;内外管的分层采用组合盘根的形式,在容易失效部位采用组合盘根和内胶筒的双级密封方式,密封效果更加可靠;洗井则采用地面单独控制洗井滑套的方式,能够避免地层压差带来的洗井活塞自行开关,而且满足海上大排量反洗井的需求。该技术已在胜利海上油田成功应用10余口井,适用最大井斜为74.18°,层间最大压差为10.5 MPa,有效解决了大压差油层、大斜度井的有效分层注水难题。     

FMB系列防蠕动扩张式封隔器研制及应用

针对常规扩张式封隔器锚定力小、寿命短的问题,设计了防蠕动扩张式封隔器。设计胶筒锚定结构,实现封隔器自身的锚定功能,避免钢性锚定对套管的损伤; 优化胶筒表面结构,提高胶筒锚定力; 设计锚定传力液缸,降低注入流体对封隔器寿命的影响。该封隔器具有2种解封方式,既满足正常生产时的反洗井需求,又降低配套管柱后期的检换风险。室内试验及现场应用表明,其锚定性能较常规封隔器提高30%以上,可有效降低管柱蠕动影响,延长分注管柱寿命,提高水驱油藏开发水平。可广泛应用于出砂、吐聚油藏的分注井。     

全通径酸压管柱在塔河油田托甫台区的应用

塔河油田托甫台区常规酸压管柱封隔器、水力锚与Ф88.9 mm油管内径不一致,导致施工摩阻增大,影响酸压效果,为此,进行了全通径酸压管柱研究。研发了Y241-146全通径封隔器,在不影响封隔器外径和坐封效果的前提下,将封隔器中心管内径由62 mm增至76 mm,水力锚内径由62 mm增至76 mm,该酸压管柱实现整体通径均为76 mm;关键零部件均采用42Cr高强度材料,胶筒材质由丁腈橡胶改进为氢化丁腈橡胶,有效提高了工具抗拉和抗压强度、耐温性能及密封性能。在塔河油田托甫台区进行了26口井的现场应用,管柱坐封、验封、酸压施工、解封均一次成功,平均单井降低酸压施工摩阻4~5 MPa,试验表明该压裂管柱可满足现场工艺要求。     

影响Y441B型双向锚定封隔器解封力的因素及计算方法

采用上提管柱解封的液压式封隔器管柱,由于压力效应及泵抽等因素影响,将产生一定的收缩力。为了防止封隔器在工作过程中失效,并为解封剪钉(或剪环)的选择提供理论依据,必须进行解封力的设计计算。本文提出了影响其解封力的5项因素,并以Y441B型双向锚定封隔器为例进行了详细的分析计算。分析方法也适用于其它封隔器解封力的设计计算。     

QHY341型封隔器及应用

QHY341新型水力差压式封隔器采用了分体组合式,双液缸,双级胶管密封,直接喷砂体的结构,具有结构简单,坐封方便,逐级解封,载荷轻且可靠,反洗通畅,易解卡,耐压差大等优点,满足中深井的一次多层压裂工艺的需要。     

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。     

选择性重复压裂工具关键技术

为了在重复压裂过程中用水力喷射射孔替代火工品射孔,并延长水力喷射工具单趟管柱的使用寿命,同时解决常规扩张封隔器胀封承压后残余变形大、易卡管柱等问题,研制了选择性重复压裂工具。该工具的射孔通道和压裂通道分开设计,通过联作芯轴实现两个通道的转换;根据通道转换特性和施工工艺特征,设计了适时坐封跨接组合式封隔器;为提高承压能力、减小变形,跨接式封隔器胶筒两端均采用了嵌套弹簧式结构。通过室内测试和现场试验验证了选段性重复压裂工具封隔器的封隔性能和通道转换能力。研究结果表明,选择性重复压裂工具可以实现射孔、压裂自由转换、自由选择,减小单段喷嘴的过砂量,延长单趟管柱的使用寿命;封隔器可实现适时坐封解封,胶筒残余变形小且可靠,更易于封隔器的解封及管柱的起出。