水平井分段压裂裸眼封隔器的研究与应用

为了能更有效地利用水平井裸眼完井压裂技术开发苏里格低渗透气田,自主研发了水平井分段压裂配套工具。裸眼封隔器是其重要组成部分,其性能直接影响压裂施工的效果。针对现场实际情况,设计了开启阀式裸眼封隔器,封隔器开启压力可根据施工井情况进行调节,有效防止了下井过程中封隔器提前打开坐封。密封胶筒采用单流阀设计,可以保证胶筒充分膨胀,加强密封效果。该封隔器采用扩张式胶筒结构,配合悬挂器、投球滑套、压差滑套、坐封球座等工具在苏里格地区进行了4口水平井的成功应用,证明能满足水平井分段压裂工艺管柱要求,为水平井裸眼完井分段压裂能顺利进行提供了技术保障。     

水平井分段压裂裸眼封隔器研制及应用

研制了适用于ø152.4 mm井眼的压缩式裸眼压裂封隔器。设计了胶筒防突机构及限位机构,显著提高了高温条件下封隔器的环空密封性能。在密封圈两侧增加了密封挡圈,增强了封隔器在高温条件下的密封可靠性。在充满120 ℃导热油、内径为ø160 mm的井筒中进行室内试验,封隔器的双向环空密封压力均达70 MPa。该封隔器在苏里格气田成功应用。为裸眼水平井分段压裂提供了技术保障。     

川渝地区水平井裸眼封隔器分段酸化工艺

针对水平井酸化水平段长,沿水平段储层的非均质性与污染程度不同,酸化时酸液在水平段的有效与合理置放等问题,研制出水平井裸眼分段酸化封隔器并投入现场应用。在介绍水平井伤害特点、酸化难点与有针对性的酸液体系基础上,介绍了该水平井裸眼封隔器的结构特点、技术指标、工艺原理、使用要点与在川渝地区现场应用情况。经现场应用表明该水平井裸眼封隔器性能可靠,应用效果良好。     

φ140型裸眼分段压裂套管外封隔器的研制

封隔器是水平井裸眼分段压裂完井管串中的关键部件,其性能好坏将决定压裂施工的成败。为此,研制了φ140型裸眼分段压裂套管外封隔器。这种封隔器由定位套、阀环体总成、胶筒总成、中心管、滑套和剪销等组成,在井径不大于240 mm时,可密封外环空压力70 MPa。室内试验和现场应用表明,这种封隔器具有结构简单、密封可靠、承压高、耐高温、适应井径范围大等特点,能够满足水平井裸眼分段压裂施工的要求。     

水平井裸眼封隔器多级分段压裂技术在苏75区块的应用

苏里格气田特有的低渗、低压、低丰度、低产等地质储层特性,使得压裂改造成为区块建产开发的必要手段.实践证明,水平井压裂工艺技术的研究与应用为实现低成本开发、提高单井产量、保证持续稳产的更高目标提供了更好的技术支持.截至目前,苏75区块已经开发生产水平井6口,均采用裸眼封隔器多级分段压裂技术进行开发应用,都取得了显著的效果,其开发投产气产量是普通直井的3～6倍,表明水平井裸眼封隔器多级压裂技术已应用成熟,为今后的水平井开发应用提供了技术支撑.     

水平裸眼井打捞钻柱优化研究与应用

打捞水平井裸眼段落鱼管柱是一项高难度高风险作业。水平段摩阻大,扭矩传递困难,震击、倒扣、套铣等常规打捞钻柱组合难以实现预期效果。针对以上问题,结合裸眼段地层岩性,在增加有效钻压、降低井筒摩阻、倒置震击器组合、优选打捞及套铣工具等多方面进行了研究,对常规打捞钻柱进行了优化。NB35-2-B29hst1井打捞实践证实,优化后的钻柱组合大大提高了水平裸眼井打捞实效,降低了作业风险,可为同类井打捞作业提供有益的借鉴。     

水平井裸眼封隔器分段压裂技术在苏10区块的应用

根据苏里格气田低渗、低压、低丰度岩性气藏的特点,在总结以前水平井压裂经验的基础上,实施了水平井裸眼封隔器分段压裂技术,并在苏10-31-48H井取得成功应用,取得了较好的效果.     

衳眼封隔器完井水平井出水治理技术研究

针对吉林油田大安北致密油水平井采用裸眼滑套可开关封隔器多段分压工艺开采,对压后段间矛盾突出,呈现产量低、含水高的情况进行了出水治理技术研究。采用普通油管或连续管带动开关工具,可以将任意层的滑套打开或关闭进行逐层试采,也可以将高含水层段关闭,达到堵水消除段间干扰目的。2口井的现场施工结果表明,施工成功率100%,有效率100%,其中施工后的红平X1井由原来平均日产油0.5 m3增至5.0 m3,红平X2井由原来平均日产油1.8 m3增至8.5 m3。研究结果可为该类水平井的出水治理提供参考。     

裸眼封隔器分段压裂技术在低渗砂岩气藏的应用

苏里格气田特有的低渗、低压、低丰度等地质储层特性,使得压裂改造成为区块建产开发的必要手段。水平井压裂改造技术是当前国内外研究的热点和难点之一,现场应用证明,水平井压裂工艺技术的研究与应用为实现低成本开发、提高单井产量、保证持续稳产的更高目标提供了更好的技术支持。目前,苏里格气田自营区采用裸眼封隔器多级分段压裂技术进行改造井已达到90余口,取得了较好的增产效果,其开发投产气产量是普通直井的3~5倍,表明水平井裸眼封隔器多级压裂技术已应用成熟。     

川西长裸眼水平井下尾管循环解阻关键技术

为解决川西长裸眼水平井中尾管下入遇阻和不易下到设计位置的问题,从提高尾管固井工具可靠性和尾管固井管串组合通过性等方面入手,优化了尾管固井管串组合,并选用压力平衡式尾管悬挂器、整体式弹性扶正器和弹浮式浮箍等关键工具,制定了降低尾管下入遇阻概率和提高解阻成功率的技术措施,形成了适用于长裸眼水平井的下尾管中途大排量循环解阻技术。压力平衡式尾管悬挂器能消除循环憋堵或异常高压导致尾管悬挂器提前坐挂的风险;整体式弹性扶正器最小复位力约为常规单弓弹性扶正器的2倍,可提高套管居中度;弹浮式浮箍能解决常规弹簧式浮箍大排量长时间循环弹簧疲劳失效和回压阀冲蚀密封失效的问题。长裸眼水平井下尾管中途大排量循环解阻用技术在川西50口中浅层水平井进行了应用,解决了尾管下入遇阻和下不到设计位置的问题,尾管到位率达到了98%。研究结果表明,长裸眼水平井下尾管中途循环解阻技术可以解决川西长裸眼水平井尾管下入存在的问题。      

水平井水平段中压力分布及应用

对水平井水平段中的压力分布进行了研究，把流体从地层到水平井水平段起点的流动，分成地层沿水平井筒垂直方向的渗流和在水平段中的水平管流湍流两个流动阶段，得出压力、流量的二阶微分方程。通过相应的边界条件，对半无限长井筒的数学模型进行解析求解，得到水平段的压力分布，并对连续油管车所测的实际数据进行了分析。结合实际井例，说明水平段中的压降分布与产量分布具有相同规律，大部分分布于水平段近起始点的一段范围内。因此，在设计水平段长度时要据油藏性质确定合理的长度。     

川东南JA侧钻水平井地质导向技术

川东南焦石坝及其外围页岩地层地质导向钻井存在井震矛盾突出、岩屑代表性差、地质设计与实钻地层之间往往存在较大偏差等技术难点。针对上述技术难点,基于地震及邻井资料,建立了钻前地质导向模型,以预测可能钻遇的地层;在入靶前的地质导向阶段,根据随钻测井资料和录井资料,进行地层精细对比,并修正地质导向模型,调整靶点深度,确保水平井安全、高效着陆;在水平段地质导向阶段,充分利用随钻测井、气测、钻时、岩性等数据,准确判断钻头位置,并实时修正地质导向模型,以确保钻头始终处于目的层,形成了适用于该地区的页岩水平井地质导向钻井技术。该技术在焦石坝外围的JA侧钻水平井进行了应用,气层钻遇率达到100%,优质气层钻遇率85.5%,取得了良好的应用效果。现场应用表明,该页岩水平井地质导向钻井技术适用于川东南地区页岩水平井钻井,能够有效提高气层钻遇率,对国内类似页岩气区块地质导向钻井也有借鉴作用。      

四川盆地低效油气藏勘探技术

四川盆地内具有较为丰富的低效天然气资源，但转化率很低。为提高四川盆地低效油气藏的勘探开发成功率，充分利用现有成熟的勘探技术，积极开展了四川盆地低效油气藏勘探配套技术研究。应用地质、物探、测井、录井的新认识、新技术、新方法对各区域和构造的报废井和老井分门别类开展评层选井论证，利用裂缝储层综合描述、AVO烃类检测、砂体描述、缝洞预测等技术，结合录井、测井资料开展综合研究。在区块整体勘探方面，针对各区块均为浅层的特点，应用成熟勘探技术加强研究工作，取得了很好的成果。运用研究成果及认识，已在花果山、苏码头、盐井沟、观音寺、白马庙、大塔场等构造和地区拟定了新钻井目标30个，截至目前勘探成功率达93.3%。     

压缩式封隔器射孔段坐封的有限元分析

在经过射孔工艺改造后的注水井中,常规封隔器胶筒坐封射孔的受力状况比较复杂。通过对压缩式封隔器胶筒进行工况下的受力分析与有限元建模,对压缩式封隔器光滑套管段坐封与射孔段套管坐封进行有限元计算和分析,得出了2种坐封情况下封隔器胶筒以及胶筒与套管之间的应力分布规律。通过对比分析,发现压缩式封隔器在射孔段坐封时,封隔器坐封效果有所下降,但不影响使用,可以在射孔段实现封堵。胶筒与毛刺接触后,胶筒等效应力并未急速增大,同时并未对胶筒造成破坏。研究内容为评估封隔器的使用效果提供了一种新的方法。     

川西中深定向井下φ177.8生产套管工艺技术研究

目前，中深定向井中φ15．9井眼一般下入φ139．7生产套管完井，但为了后期挖潜作业，中石化西南分公司在川西地区进行了下入φ177．8生产套管完井的现场试验，最初有3口井套管不能下到位，不得不采用φ127套管回接。文中针对未下入到位井的详细情况，对φ215．9井眼下入φ177．8套管未能下到位的原因进行了详细地研究和分析，找出其主要原因，并结合实际情况，提出了合理安放套管扶正器、降低钻井液滤饼摩阻系数、防止虚滤饼缩径、严格控制井眼轨迹、通井钻具组合模拟套管串结构等工艺技术，并在川西地区几口井上进行现场试验均取得了成功，达到了开发设计的目的和要求，这对于川西地区中深定向井后期作业与挖潜工作以及其提高油气产量具有重要意义。现该项技术现正在川西地区推广应用。     

遇水自膨胀封隔器研制及在水平井中的应用

边底水侵入、油井含水上升过快是制约水平井高产稳产的主要因素,有效的分段隔离是解决问题的关键,需研究可靠性高、成本低、可适应裸眼环境的遇水自膨胀管外封隔器,以及在水平井中控水堵水的工艺。介绍了国外公司对遇水自膨胀封隔器的研究与应用进展。通过膨胀机理试验研究和封隔器地面台架试验,开发出国产遇水自膨胀封隔器,并在油田成功进行了现场试验。试验结果表明,该封隔器各项指标达到设计要求,完全满足常规完井与控水工艺需求。     

遇水自膨胀封隔器在水平井分段压裂中的应用

鉴于目前国内自膨胀封隔器仅用于分层堵水和辅助固井、完井等低压作业的现状,针对裸眼水平井分段压裂工艺开发了φ144 mm遇水自膨胀封隔器,用于替代常规封隔工具进行裸眼段的环空封隔作业。介绍了该种封隔器的结构特点和主要技术参数,分析了其应用于裸眼分段压裂的关键技术,并进行了室内试验验证。2012年6月开始在中石化华北分公司红河油田对φ144 mm遇水自膨胀封隔器进行现场试验,共进行了6井次的裸眼水平井分段压裂施工,单井最多下入遇水自膨胀封隔器7套,最高施工压力64 MPa。对2口重点井的施工过程进行了详细介绍和分析。试验结果表明,φ144 mm遇水自膨胀封隔器能满足裸眼水平井分段压裂施工要求,下入安全,可实现油井的有效封隔。     

迪那204井超长大裸眼井段钻井液技术

迪那204井是塔里木油田迪那2号构造上的一口评价井,也是塔里木探区第一口超长大裸眼井.该井二开大井眼裸眼井段长达3 000 m,加上复杂的地层岩性与大倾角等地质因素,要求钻井液具备良好的悬浮携带性、失水造壁性及抑制防塌能力,对钻井液的流变性能控制与维护处理提出了较高的要求.通过对聚合物体系与磺化体系在塔里木盆地应用的总结,在此井段的上部采用聚合物钻井液钻深2 787 m,下部采用钾基磺化体系,成功地解决了影响钻井的一系列安全的问题;同时创造了迪那区块(同位井深)当年最快钻井的记录,实现了快速钻进的目的,电测、下套管、固井作业安全顺利.