组合式滑套分段压裂管柱研究及现场应用

为了实现无限制、大排量体积压裂和复杂层段生产控制的高效改造和开采目标,提出了一种在下部产层稳定层段安放投球滑套、在上部需要生产控制层段安放开关滑套组合应用的分段压裂技术。施工中,依次投球逐级打开并压裂投球滑套段,然后投入隔离球封隔下部已压裂段;再下入连续油管开关工具,根据地层需要有选择性地开关各开关滑套层段,实现个性化压裂。后期开采阶段,如果开关滑套层段出现问题,可再次下入连续油管开关管柱关闭问题段,实现其他层段的正常开采。组合式滑套分段压裂技术在苏75-60-34H 井进行了3 段开关滑套和7 段投球滑套整体10 段现场应用,施工排量达到9.2 m3/min,施工压力达到72 MPa,日产气20×104 m3,施工效果超过预期,为复杂油气藏各段一对一压裂和生产控制提供技术借鉴。     

压裂管柱封隔器坐封方式对比分析

根据封隔器坐封方式的不同,介绍了机械坐封、液压坐封压裂管柱的工作原理及特点;对不同坐封方式下的压裂管柱进行力学分析,建立了坐封前、坐封过程及压裂过程的力学模型。以实例研究在既定施工规模下优选压裂管柱封隔器的坐封方式,给出了平衡压力的确定方法。此研究为压裂管柱优化设计和封隔器坐封方式的合理选择提供了理论依据和分析手段,提高了压裂效果和成功率。     

套管固井分段压裂滑套关键技术分析

套管固井滑套分段压裂技术是近年来兴起的一种储层改造技术,目前国外各大公司已经在该技术的研究上取得了较大进展。概述了套管固井滑套分段压裂技术的工艺原理,详细介绍了其关键技术,包括滑套打开方式、内套定位机构、密封方式、滑套包覆层技术和胶塞顶替技术,同时通过对各关键技术优缺点的对比分析,指出套管固井滑套应朝着高开关稳定性、高密封性能和高施工可靠性等方向发展。     

管外封投球滑套压裂技术

由于常规压裂技术无法实现裸眼完井水平井长水平段的压裂,严重制约了油田非常规油气资源的大规模开发,为此,进行了管外封投球滑套压裂技术研究。研制了K342-142压裂封隔器、PS70-140压差滑套、BS70-140投球滑套、QZ-130坐封球座等一系列工具,形成适用于河南油田的多级分段压裂工艺管柱,适合致密砂岩压裂,满足了油田快速开发非常规资源的需要。     

套管滑套完井固井胶塞研制与应用

为了实现高效分层压裂、提高单井产量,采用114.3mm(4英寸)套管+滑套工具串固井完井工艺。与常规的固井工艺相比,套管滑套内径变化大,现有的固井胶塞无法满足其固井要求。研制的新型固井胶塞采用不同外径的胶碗,且为分体式结构,满足85～140mm超大变径套管的固井要求。试验表明:该胶塞的耐磨性能、密封性能好,强度高。     

套管固井滑套分段压裂工艺常见问题分析

套管固井滑套压裂工艺目前越来越多应用于低渗储层开发中。它具有施工简单、压裂级数不受限制、易于返排等优点。但是在实际压裂作业中也出现了许多的问题,本文对常见问题进行了分析并给出了建议。     

套管固井滑套冲蚀磨损模拟分析与试验研究

为准确分析套管固井滑套长时间在固液两相流中冲蚀后的磨损情况及可靠性,在进行冲蚀理论分析和数值模拟的基础上,利用研制的冲蚀磨损试验装置,研究了特定工况下固井滑套带孔短节的冲蚀磨损情况,分析了滑套孔眼冲蚀磨损速率与孔眼数量、砂比及排量的关系,建立了冲蚀磨损速率新模型,研究了滑套带孔短节孔眼过流能力与冲蚀磨损速率的关系;同时,结合数值分析结果和试验数据,得到了A型材质滑套短节的冲蚀磨损系数。研究结果表明,当滑套孔眼为2个时,含砂流体对滑套孔眼周边的冲蚀磨损较为明显,且滑套孔眼冲蚀磨损速率与砂比呈线性关系,与排量呈指数关系。该研究结果可为套管固井滑套可靠性评估提供理论依据,且能够指导滑套压裂工具的现场应用。      

可重复关闭套管滑套的研制

在油气资源的开发中,常常使用滑套对储层进行分层改造,针对不同的储层,需要使用不同的分层改造滑套和工艺技术。套管滑套是一种新型的与固井结合的使用套管管柱进行增产改造和开采的分段滑套工具。文章从套管滑套的设计难点入手,详细阐述了自主开发的套管滑套的管内水泥浆隔离和清洁、下水泥塞准确控制、管外水泥浆隔离、滑套关闭自锁、球座易钻、球座钻除后滑套自锁解除和滑套关闭工具等结构设计技术。通过大量室内试验验证,该套管滑套结构先进,性能优良,开关可靠,分段段数多,后期可进一步进行修井和分段改造作业,具有广阔的应用前景。     

新型无级差套管滑套及其应用

新型无级差套管滑套作为低渗油气藏、薄油层、页岩气和煤层气等非常规油气储层增产改造的关键工具,在油田增产增效方面具有较大的优势。主要介绍了国外无级差压裂技术配套的套管滑套的结构、原理与应用情况,阐述了其具有施工流程简单、费用低廉、压裂级数不受限制、管柱保持通径、生产后期可对滑套选择性关闭等诸多特点,以期为国内非常规油气藏的增产改造技术及配套工具研制提供参考与技术支撑。同时指出,无级差套管滑套国产化应着眼于工具结构可靠、工艺简单、耐高温高压、操作智能化等方向进行研究。     

套管压裂管柱安全性计算方法与准确性研究

通过对新疆油田公司5井次套管压裂事故的套管柱进行安全性计算,发现基于静态受力分析的管柱安全性计算方法在直井中有着较高的准确性,能够保证套管柱的安全。对于水平井,该方法的计算结果与实际不符,不能指导压裂作业。分析理论极限泵压与油层套管实际破坏泵压的误差,该误差值与水平段长度呈正比关系。在水平井中采用该方法计算压裂管柱的安全压力时,应当根据水平段长度设定安全系数。根据统计结果,在水平段长度为1 600 m时,油层套管的三轴应力安全系数应当增加16.27%。     

鄂尔多斯盆地水平井多级滑套分段压裂技术

鄂尔多斯盆地大牛地气田和红河油田长水平段裸眼水平井分段压裂时,存在长水平段一次性分隔、裂缝发育与井径扩大井段的有效封隔等问题,针对其地质条件、裂缝发育情况及井眼轨迹与井径变化情况,研制了裸眼水平井多级滑套分段压裂工具,形成了裸眼水平井多级滑套分段压裂技术。该技术在鄂尔多斯盆地20余口水平井进行了应用,共完成了200段的压裂施工。应用结果表明:包含裸眼水平井多级滑套分段压裂工具的完井管柱下入顺利,封隔器封隔有效,滑套打开成功率100%,压裂后增产效果良好。这表明裸眼水平井多级滑套分段压裂技术可以解决大牛地气田和红河油田长水平段裸眼水平井分段压裂中存在的问题,可在鄂尔多斯盆地进行大规模推广应用。      

多级滑套可溶解憋压球材料研究

多级滑套配套使用的常规憋压球受压时易变形,水平井趾端小直径憋压球返排难度大,下入钻具进行磨铣会延长施工周期,增加施工成本与风险。鉴于此,通过分析国外用于多级滑套憋压球的可溶解金属材料发展现状及其溶解机理,研究了一种微观核壳结构金属材料。该材料主要以Mg金属为基体、Al金属为包覆层,同时添加一定含量的β相金属元素制成金属复合粉末,采用粉末冶金合成方式制备成坯体材料,测试材料抗压强度达到300 MPa。将坯体制备成38.1mm直径憋压球后测试其耐压性能达70 MPa,在93℃、质量分数3%的氯化钾溶液中溶解速率达0.2 g/h。研究成果可为解决常规憋压球现存问题并进行可溶解憋压球现场推广应用提供参考。     

机械式滑套开关多级找堵水技术研究与应用

针对常规插管式多级找堵水管柱不能实现Ⅰ、Ⅲ层合采的问题,以及在封上采下时不能进行反洗和监测动液面影响了部分井生产资料录取的难题,研发了机械式滑套开关多级找堵水技术。该技术工艺管柱主要由Y441-114封隔器、滑套、开关工具、丢手接头及泄压球座等配套工具组成,通过下放或上提管柱使开关工具打开或关闭对应油层的滑套,实现多层之间分层开采或合采。现场12井次的应用结果表明,该工艺开关控制灵活,地面显示明显,调层成功率100%。机械式滑套开关多级找堵水技术为中浅油藏找堵水一体化工艺提供了新的技术支持。     

无限级套管滑套分段压裂工具研制与应用

针对现有水平井裸眼分段压裂工具分段级数有限,后期修井需钻磨或打捞球座等困难,研制了无限级套管滑套分段压裂工具。阐述了该工具的工艺原理,介绍了固完井管柱、压裂管柱和主要工具的结构、原理、技术指标参数。主要对套管滑套进行了开启动作、密封承压试验;对开启工具进行了胶筒压缩性能、坐封力、封隔密封承压试验;对定位器进行了定位感应力试验,地面试验结果达到了设计技术要求。该工具在苏里格苏5、苏59区块进行了现场试验应用,应用表明固井作业时,套管滑套管柱能安全顺利下入到位。压裂施工时,滑套定位准确明显,开启灵活,封隔工具坐封牢固,密封可靠,转层快速,作业效率高,满足了苏里格致密砂岩气藏多层(段)压裂增产改造的需要,具有较好的推广应用前景和价值。     

长庆油田成功研发套管滑套分层压裂工艺

<正>截至2014年3月10日,由长庆油田油气工艺研究院研发的套管滑套分层压裂工艺已在苏里格气田现场试验40余口井,最大实现9层连续分压,最大排量达到8 m3/min,最高试气无阻流量达到118.6万m3/d。该技术的成功研发为致密气藏直井多层连续分压开辟了新途径。套管滑套分层压裂工艺是将多个针对不同产层的阀体和套管入井,并一起被固井,是一种集压裂、生产于一体的新型     

压差滑套优化设计与分析

裸眼水平井分段压裂是开发低孔、低渗、致密气藏的有效技术,但第1级压裂压差滑套的打开成功率较低,降低了采收率。鉴于此,在分析国内压差滑套打开率低的原因基础上,利用CAD和Solidworks机械制图软件对压差滑套的结构进行改进设计,并利用ABAQUS有限元软件对其结构及其密封性进行了分析,最后对其进行了室内试验,试验结果验证了设计的合理性。改进的压差滑套提高了开启成功率,从而可更加高效地进行油气田改造。     

固井开关滑套多级分段压裂完井工艺技术分析

为实现胜利油田薄互层低渗透砂岩油藏、页岩油藏的开发,研制了套管固井滑套多级分 段压裂完井工艺管柱。形成了以套管固井,可开关滑套及液压开关工具等为主体的分段压裂 完井工艺。该工艺具有固井完井分段压裂一体化管柱、压裂级数不受尺寸限制、大通径等优 点,满足大排量、大规模的压裂需要,后期可选择性开启或关闭滑套实现生产控制。该工艺技 术通过现场试验取得了一定的认识和研究成果,但仍存在地层难被压裂出有效裂缝等问题,针 对压裂存在的问题开展分析,提出下一步解决对策及研究方向。     

梁38-平6井套管事故原因分析及处理措施

套管事故严重影响着钻井工程和井下作业的正常进行,严重的会导致整口井报废,有必要寻找一种有效的处理方法.以梁38-平6井为例,介绍了该井的固井情况,并运用工程测井找出漏失点,然后针对套管漏失位置,通过下引子、衬管等措施更换套管,最后对扣试压,形成了一套能够解决未封固井段套管串漏失问题的行之有效的方案.对事故处理后分析了事故原因,为同类事故处理和预防提供了经验.     

可多级使用的滑套式井下安全接头

为了克服剪钉式和反扣式两种安全接头的不足 ,研制出一种滑套式井下安全接头。这种安全接头主要由弹力爪、锁套、滑套和剪钉组成。由于滑套的阻挡作用 ,弹力爪承受下井过程中下部管柱的重力 ,用专用开关打开滑套 ,上提管柱拉断剪钉才能将安全接头本体分开。这种安全接头把下井过程中承受的管柱拉力和脱开接头本体的力分开 ,可应用于各种防砂管柱。现场应用表明 ,它既可保证下井安全 ,又能保证有效打开 ,且可多级使用 ,是一种较为理想的井下安全接头。     

长庆气田套管滑套压裂技术的研究与应用

为提高多层系致密气藏单井产量,2009年开始长庆气田在国内率先开展了TAP分层压裂工艺试验,但受压裂工具及施工作业条件影响,施工成功率低,工艺稳定性较差。为提高该项工艺的稳定性和适应性,提出了有限级套管滑套设计思路,结合有限元数值模拟和大型物理模拟实验优化了滑套阀端口,实现了固井条件下非射孔诱导顺利起裂,同时研发配套了变径自锁复合胶塞和水溶性金属球等工具,形成了有限级套管滑套分层压裂工艺,现场试验24口井,实现了一次连续分压7层的突破,施工成功率90%,其中苏里格致密气试验区苏东X井试气绝对无阻流量8.80×104m3/d,投产32个月时日产气1.94×104m3,与邻井相比增产达到80%以上,为长庆气田致密储层实现体积压裂、提高单井产量提供了新的技术手段。