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。     

可循环压井带封注采管柱的配套优化

针对塔河油田单井注气管柱腐蚀易导致封隔器解封困难,注气单流阀容易密封不严、开启压力低,封隔器无法起到保护套管作用,且气窜后不能循环压井的问题,研制了一种可循环压井带封注采管柱。该管柱包括环空压控式多次开关循环阀、防腐封隔器等关键工具;环空压控式多次开关循环阀可实现多次开关,用于气体回窜时循环压井;防腐封隔器胶筒采用金属网端胶筒、聚四氟背圈和中间AFLAS胶筒组合而成,具有良好的支撑性能、耐腐蚀性能和密封性能;优化分级解封机构及卡瓦防砂设计,降低上提解封力;分体式双向卡瓦锚定结构,达到防止完井管柱位移目的。该工艺在塔河油田应用16井次,工具性能稳定,满足注气开发需求,解决了封隔器解封困难的问题,降低了井控风险,具有很高的推广价值。     

大斜度井分注管柱长效密封与安全起下技术

为了满足冀东油田大斜度井长期细分注水工艺需求,调研了常规分注管柱在大斜度井中服役存在的问题:下管时锚定器易提前解卡、封隔器封隔有效期短以及起管时易解封失败等。鉴于此,研制了4种配套井下工具和1种分注管柱,包括防提前解卡的锁块式锚定器、保护封隔器胶筒的螺旋扶正器、提高密性能的长效密封封隔器和使分注管柱逐级解封、遇卡丢手的解封连通丢手接头以及大斜度井分注工艺管柱。现场应用结果表明:该技术下管作业成功率100%,封隔器的密封时效大于24个月;起管时管柱能够实现逐级解封、遇卡丢手,小修可完成起管。长效密封与安全起下技术适用于冀东油田大斜度井长期多级分注工艺。     

冀东油田低压油井防污染管柱研究与应用

为了解决冀东油田低压井检泵、洗井和清蜡等措施作业后产量恢复周期长、封隔器密封不严和解卡打捞困难等问题,研制了不压井、不放喷防污染采油配套管柱。该管柱通过常闭滑套和单流阀插管的配合,使井筒内的流体无法进入地层,地层的流体也无法流进井筒,既防止了修井液污染地层,又防止油层脱气井喷。现场应用结果表明,防污染管柱下井顺利,封隔器坐封、丢手和验封均一次性合格,封隔器坐封处最大井斜47.19°,最大井深3 269 m,作业后含水恢复期缩短6~10 d。该管柱实现了不压井和不放喷作业,具有良好的推广应用前景。     

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。     

DC98GY膨胀式煤层气测试器

DC98GY膨胀式煤层气测试器属小井眼煤层气测试工具，它由两大部分组成：地面泵压注液控制系统和井下测试工具系统。它的工作原理是：用油管将测试工具进入目的层，向油管柱中泵压注入清水，使封隔器膨胀坐封；再加压打开内循环阀，管柱内与煤气层沟通，使注液渗透到煤层气中；当注液压回升到一定值时，停止泵压并关闭关井阀，则电子压力计完全接收煤层气的特性参数。此工具结构简单、操作方便、适用范围广，且能与试油测试工具组合连接，在油田深井、超深井、丛式井中广泛应用。     

出砂井分注管柱研究及应用

地层砂易造成分注管柱洗井通道堵塞,影响正常洗井作业和测试调配,甚至导致管柱冲检失败,造成大修;地层出砂后套管外地应力平衡状态被破坏,增加了套管变形几率。提出了Y341型+K344型封隔器组合小直径分注管柱,增大了管柱洗井通道,管柱不易沉砂,成倍降低了管柱的解封载荷,安全性和可靠性大幅提高;且适应一般及微变形井的分注,扩大了管柱的适用范围,延长了有效期。研制了2种105mm小直径分注工具,承压能力达到35MPa,满足一般及轻微套变井高压分注需求,现场应用取得良好效果。     

高温高压地层测试关键技术研究

高温高压地层测试关键技术由江汉石油管理局测录井公司研究完成,获2006年度中国石化集团公司科技进步二等奖。该项目完成了新型井下测试关井阀、减震电子压力计托筒、地面自动紧急泄压阀、高温高压井测试封隔器胶筒等高温高压井测试急需设备的研制,并将这些设备在多口井深6000m以上、井底压力超过105MPa的深井的测试中应用成功;同时还进行了管柱力学、井筒压力分布和温度分布、流体流动水合物形成规律等方面的理论研究,开发了《高温高压地层测试工程辅助分析系统》软件,建立了高温高压地层测试工程设计和施工模式与规范。     

机械锁定式地层测试技术研究与应用

机械锁定式测试技术操作简单，测试一次成功率高，资料录取准确全面，且测试结束后可直接进行封堵作业；解封时，机械锁紧产生一个向上的震击力，有利于解封，没有换位机构的测试阀在关井期间使管柱处于自由拉伸状态，有利于保护油管。在N阀上部管柱中加1-2根伸缩接头，便可用于海洋井测试。     

完井测试坐封中释放压重的确定

环空压力全通径测试工具目前在完井试油测试中得到普遍应用, 其中封隔器坐封是一个重要的环节, 不同尺寸封隔器其胶筒膨胀需要不同的压重, 在封隔器坐封时释放压重除封隔器胶筒膨胀需要外, 还需考虑测试管柱结构和施工工艺。管柱中采用液压旁通阀时, 如封隔器以下尾管重量较大则释放的重量应适当增加; Ｌ Ｐ Ｒ－Ｎ测试阀和液压旁通阀同时使用时, 如井下关井过程测试阀以上回压较小, 也应在坐封时考虑适当增大压重, 使液压旁通阀在整个开关井作业过程中保持关闭, 保证测试成功。     

插管封隔器与多功能完井生产管柱

目前我国的插管封隔器及配套工具存在2点不足(1)采用钻磨方式解封,工艺复杂,对套管有损害;(2)井下开关器采用绳索工具进行开关操作,可靠性差。据此,研制了插管封隔器与多功能完井生产管柱。该管柱主要使用插管封隔器、插管密封总成、单向开关、坐封工具和解封打捞器相配合,完成不压井不放喷作业、负压采油、分层采油及分层措施等。应用表明,该生产管柱性能良好、技术先进,是实施不压井作业及酸化、试油、压裂等措施作业的有效工具。     

Y241高压挤注封隔器的研制与应用

针对目前常用的高压挤注封隔器在遇到含砂井和结垢井,水力锚的锚爪不容易收回,造成封隔器解封困难,以及带水力锚的封隔器管柱需配备卸压阀,等压力平衡后才能解封封隔器的问题,研制了新型高压挤注封隔器,即Y241型封隔器。该封隔器是把水力锚结构改为双向卡瓦结构,克服了水力锚结构的不足,能满足分层酸化、分层压裂、分层注水以及分层挤堵作业的需要,作业操作简单,使用安全可靠。现场应用12井次,从坐封、井下工作、洗井、解封均一次性成功,最高压力达60MPa,注水井的有效期与同类封隔器相比延长40%。     

TCP小直径封隔器封井工艺技术

大庆油田部分区域地层压力系数较高,起射孔管柱过程中存在溢流、井涌,处理不及时极易发生井喷风险,为降低施工现场的井控风险,研制出一种小直径封井封隔器。该封隔器随射孔管柱下入井内,采用双向卡瓦方式锚定,射孔后封隔射孔井段及以下套管,上提管柱坐封实现丢手,下专用打捞工具下压解封,起射孔管柱时无需压井,避免井内流体外溢,有效避免射孔后弹片堵塞解封通道和砂卡。通过室内试验和X4井、X5-11井现场应用,结果表明,该封隔器坐封后封井效果良好,坐封机构稳定可靠,可以有效地对油层进行封堵,封堵期间套管无溢流发生,既减少了射孔时压井液对地层的污染,又降低了溢流对地面造成的环保隐患,解封时解封机构稳定可靠。该工艺能够满足油田高压区块射孔作业减少对地层污染的施工要求,具有良好的推广应用前景。     

水井作业防管柱上顶工艺技术探讨

2000年以前,大庆九厂主要应用Y341—114S．Y341-114SP等压缩式不可洗井封隔器组配成分注管柱。该管柱存在不易解封或解封不彻底的问题,导致部分井在起管柱作业过程中发生管柱上顶。     

新型液压卡堵水管柱

针对Y221—114型封隔器连泵卡堵水管柱存在的问题,研制了新型液压卡堵水管柱。该管柱采用液压坐封的Y341—114型封隔器,避免了油管坐封距调整不合理造成的管柱弯曲,减少了杆管偏磨程度,延长了油井检泵周期。打压坐封使管柱处于伸长状态,便于确定抽油杆扶正位置,可以直接根据原始井斜轨迹选择防偏磨配套措施。液压双向锚定装置的应用不仅防止了因管柱惯性载荷引起的封隔器解封,而且解决了地层压力上顶引起的封隔器解封,同时该管柱还兼具验封及验证管外窜槽的功能。     

稠油井注气掺稀一体化管柱的研制与应用

针对注气开采中常规封隔器无法正常解封、容易形成井下落鱼等问题，研制了一种稠油井注气掺稀一体化管柱。介绍了该管柱及主要配套工具的结构和工作原理，进行了室内性能测试试验及现场应用试验。试验结果表明：该管柱中配套的注气封隔器不使用水力锚和卡瓦结构，封隔器易解封，解决了由于沉淀物杂物堆积和长期注气掺稀水力锚卡瓦可能无法收回等造成的无法解封问题；该管柱中的封隔器胶筒密封性能较好，可满足高压注气，掺稀旁通保证了稠油井正常掺稀生产，E型旁通阀结构避免下井时中途胶筒提前坐封；该管柱配套的注气封隔器可替代常规液压封隔器，应用于注气、掺稀生产的稠油井中。所得结论可为油田开采提高生产时效及降低采油成本提供技术支撑。     

高压分注井全过程带压作业管柱

针对高压分注井带压作业过程中存在的管柱内堵塞器投堵位置不确定、油管内密封工具耐压低、分注工具段内无法堵塞密封、不能实现全过程带压作业的问题,研发了高压分注井全过程带压作业管柱。该管柱下入后,无需投捞,双密封洗井阀地面加压即可启动注水阀;通过配套高压自密封配水器和预置式油管堵塞器等工具,解决了油管内分注工具段封堵问题,实现了分注管柱起出过程的整体密封;通过管柱底部配套双密封洗井阀,解决了分注管柱下入过程的密封问题,还可满足反洗井工艺要求。高压分注井全过程带压作业管柱在冀东油田累计应用60井次,最大施工井斜56. 7°,工具最大下深4 285 m,满足50 MPa内分层注水需求和21 MPa内带压作业需求。应用该作业管柱可缩短作业周期,提高作业效率,降低施工成本。研究结果可以为注水井带压作业管柱的设计提供参考。     

水平井化学剂注入工艺管柱研制与现场试验

为解决水平井中化学剂分层段注入问题,研制了水平井化学剂定点注入工艺管柱。该工艺管柱一趟管柱可实现多个层段作业,理论上层段不受限制,具有可重复作业,可任选某一层段作业及反洗井功能。研制了可洗井注入封隔器和注入阀等配套工具。现场试验结果表明,注入阀能力达到480 m3/d,封隔器坐封、解封容易,可重复坐封、解封,封隔器验封合格,实现了对目标层的定点注入,进行了不动管柱反洗,洗井通畅,管柱的起下作业顺利。注入过程压力没有明显上升,压力和排量均符合设计要求,工艺管柱基本能满足水平井化学剂定点注入的需求。     

冀东油田高压注水带压作业管柱的研制与应用

为在高压注水井中应用不压井、不放喷作业技术,研制了高压注水带压作业管柱。该管柱主要由Y341注水封隔器、单流偏心配水器、多功能洗井阀、筛管和丝堵等组成。多功能洗井阀底部设有底堵,能保证在入井过程中管柱密封,地层水不会从管柱底部进入管柱;配水器上开设了偏心孔,可沟通上、下层注水通道,平衡密封段上、下压差,提高了测试仪器下井的安全性。现场应用结果表明,高压注水带压作业管柱成功实现了带压作业,提高了注水时效和水井利用率,保护了地层能量,提高了作业效率,具有良好的推广应用前景。     

南海东部超深层压裂测试管柱结构优化设计及应用

南海东部X井为一口定向探井,储层埋深4687～4967m,地层破裂压力高达85MPa,采用常规射孔测试压裂一体化管柱地面施工泵压高,封隔器承受压差大。因此如何有效的提高压裂排量、降低地面施工压力,从而解决封隔器密封稳定性问题、以及平台作业空间、地面设备能力对压裂规模的限制,是保证本井作业成功的关键。X井通过设计优化管柱尺寸及结构,首次采大通径压裂管柱,减小传统“射孔-压裂-测试”一体化管柱的小直径附件工具节流的影响,降低管柱摩阻,通过较低泵压,实现了对南海东部超深层储层的压裂改造。