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     

可承受双向压差的大直径Y341封隔器

Y341封隔器在大直径套管油井中应用时易出现自动解封现象 ,为此 ,在分析其解封原因的基础上 ,提出了一种可承受双向压差的带平衡活塞的Y341封隔器。该封隔器的平衡活塞可以平衡掉作用在解封剪钉上的力 ,使封隔器可承受较大的双向压差。室内试验证明 ,该封隔器在2 4 4 5mm (9 英寸 )套管内坐封后 ,承受 2 0MPa的上压差和下压差 ,封隔器不会自动解封     

大规模压裂用Y344封隔器及工艺管柱关键技术

分层压裂时,K344封隔器解封只靠扩张胶筒的回弹力,胶筒回收不完全;Y241封隔器解封需要上提管柱、多个金属锚瓦的解封力累积效应导致解封困难。研制的大规模压裂用Y344封隔器采用弹簧自助解封机构、割缝中心管和压缩胶筒的结构形式,提高了下入、坐封和解封的稳定性和可靠性。该封隔器不需要节流压差坐封,提高了压裂施工的成功率;采用该封隔器设计的工艺管柱可实现不动管柱分6层大规模压裂施工。苏里格气田10口井的现场应用结果表明,大规模压裂用Y344封隔器及工艺管柱,施工成功率100%。该工艺适用于直井、大斜度井和水平井,具有良好的应用推广前景。     

Y521-110FQ防卡注水封隔器的研制及应用

针对Y521封隔器在文明寨油田应用中存在的若干问题,研制了Y521-110FQ防卡注水封隔器。该封隔器主要由上接头、油压活塞、洗井活塞、水力锚、内外中心管、压缩环、摩擦及卡瓦装置、下接头等组成。洗井活塞采用油压和下压双重关闭设计,最大限度地满足了注水和停注时不同压力系统下洗井机构密封的要求;解封时洗井活塞强制开启,使上、下压力系统连通,解决了上部高压导致解封困难的问题。文明寨油田16口注水井的应用效果表明,该封隔器结构合理,原理可靠,能提高管柱分层注水成功率,提高封隔器密封性能,满足高温高压、层间差异大井的分注要求。     

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。     

防蠕动多功能封隔器的研制与应用

上提解封的液力压缩式封隔器在注水过程中由于注水压力的波动会使封隔器产生上下蠕动,降低封隔器的分层效果,严重时会使封隔器由于剪钉的剪断而自动解封,使整套分层注水管柱失效。根据注水过程中遇到的以上问题,研制了防蠕动多功能封隔器。该封隔器不仅具有防止其上下蠕动的锚定机构,还有防止其自动解封的内锚定机构,并且具有上压控制式洗井机构,可以实现反循环洗井,增强了分层注水管柱的适应性。     

双封拖动分层压裂管柱的研制与应用

以前河南油田分层压裂管柱为不动分层压裂管柱,这类不动管柱配套工具多、结构复杂,每层压裂后不能及时反洗井,存在砂埋管柱风险;另外K344封隔器组配成拖动分层压裂管柱,耐温耐压相对较低,压裂后如果封隔器回收不好,在拖动过程中可能损坏胶筒,从而影响封隔器密封性。鉴于上述情况,进一步优化了双封拖动分层压裂管柱结构。新型压裂管柱工具少,同时ZY331封隔器和Y211封隔器结构简单,易于坐封解封,耐温耐压较高,适合拖动分层压裂施工工艺。     

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。     

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%。     

用于CO_2驱分层注气的双向压缩封隔器

常用的Y341封隔器普遍存在承上压不足的问题,不能满足CO_2驱分层注气的需要。为此,研制了双向压缩Y341-115型封隔器。这种新型封隔器采用双向加载的理念,在胶筒上、下端均设置了坐封机构和锁紧机构,增加了胶筒与套管之间的接触应力,从而提升了胶筒的密封能力。通过内、外中心管台阶的设置,胶筒承受上部压力时,产生的下推力传递到上接头上,解封机构不受上压力的影响,从而提高了封隔器承上压的能力。试验结果表明,该封隔器能承受35MPa双向交替气密封压力,可满足低渗透油藏CO_2驱分层注气的需求,具有较高的推广应用价值。     

Y422—114型双向卡瓦封隔器的研制及应用

针对中原油田油藏地质复杂、埋藏深、地层温度高,采用常规封隔器效果很不理想,引进国外封隔器价格昂贵和难以推广的问题,研制了Y422—114型双向卡瓦封隔器。该封隔器由坐解封机构、封隔部件、双向锚定以及支撑换向等部分组成,采用双向卡瓦双向锚定,坐封后工作状态锚定可靠。与常规封隔器相比,增加了辅助解封机构,坐封、解封等工艺采用旋转管柱、下压或上提活动的操作方式;销钉轨道设计为外置式轨道,使封隔器内通径增大。应用表明,该封隔器操作简单,坐封、解封灵活可靠,适合于深井和高温、高压等油水井作业。     

深井多级分层酸化管柱研制

针对辽河油田大民屯低潜山碳酸盐岩深层、高温、高压的井况条件，研制了主要由Y511—102型酸化封隔器、Y541—102型酸化封隔器和滑套组成的深井多级分层酸化管柱。通过对该管柱所进行的单机性能试验、零部件性能试验和整机性能试验结果表明，该管柱坐封可靠、密封良好、解封顺利，可实现一次管柱分层酸化多层的目的，节约了酸化作业成本，提高了酸化处理效果。     

双解封方式的斜井封隔器

由于Y2 4 1封隔器为单一的上提管柱方式解封 ,使得该型封隔器只能用于直井和小斜度井 ,而不能用于斜井、大斜度井和大斜度超深井。为此 ,将现有Y2 4 1封隔器改造成双解封方式斜井封隔器 ,这种封隔器结构的上半部分与现有Y2 4 1封隔器完全相同 ,只对下半部分解封部位做了改动。改进后的封隔器增加了解封滑套、挡块、解封剪钉Ⅱ、挡环、下中心管等部件 ,它可上提管柱解封 ,也可打压解封 ,解封安全可靠 ,适用于各类斜井。     

能承受双向压差的封隔器

Y341封隔器是油田分层采油和分层注水的常用工具。该封隔器在下有直径139．7毫米(5 1／2英寸)和177．8毫米(7英寸)套管的油井中应用效果好，而在大直径(如224．5毫米)套管中，封隔器易出现自动解封现象。鉴于此，胜利油田采油工艺研究院开发出一种带平衡活塞的Y341封隔器。该活塞可以平衡掉作用在解封剪钉上的力，使封隔器可承受较大的双向压差。这是因为坐封后，胶筒上的力，向上推动胶筒时，该力会通过胶筒上档环和上平衡活塞最终作用在上接头上，使剪封销钉不受力。     

胜利油田研制成功Y341双向压差的封隔器

胜利油田为解决常用Y341封隔器在大直径套管中，易出现自动解封的问题，研制开发出了一种带平衡活塞的Y341封隔器。该封隔器特点：1)Y341封隔器坐封后，其胶筒相当于一个活塞，上压差作用在胶筒上的推力能使解封销钉受力。2)Y341封隔器增加平衡活塞后，可承受较大的压差，提高封隔器性能。可将该封隔器应用于下有大直径套管的高压油井。     

能承受双向压差的封隔器

Y341封隔器是油田分层采油和分层注水的常用工具。该封隔器在下有直径139.7毫米（5^1／2英寸）和177.8毫米（7英寸）套管的油井中应用效果好，而在大直径（如224.5毫米）套管中，封隔器易出现自动解封现象。鉴于此，胜利油田采油工艺研究院开发出一种带平衡活塞的Y341封隔器。该活塞可以平衡掉作用在解封剪钉上的力，使封隔器可承受较大的双向压差。这是因为坐封后，胶筒上的力，向上推动胶筒时，该力会通过胶筒上档环和上平衡活塞最终作用在上接头上，使剪封销钉不受力。     

Y441E型液压封隔器

为了解决目前双向锚定型封隔器坐封压差高 (一般为 15～ 2 0MPa) ,存在中途坐封和解封安全隐患的问题 ,研制了Y4 4 1E型液压封隔器。它采用的双液压活塞联动坐封机构可降低坐封压差 ;双锥体双向锚定和下锥体脱卡机构提高了封隔器的解封安全性 ;液压平衡机构实现了封隔器多级使用、逐级解封 ,且不影响解封力的大小。 4 2井次的现场试验表明 ,这种封隔器坐封、密封、解封可靠 ,施工成功率达 10 0 % ,是一种性能优良的悬挂、分层封隔采油工具。     

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。     

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。     

压重封隔器与液压封隔器组合进行分层压裂技术实例分析

使用Y221压重封隔器作为底封封隔器，与一个或多个Y241液压封隔器组合，在吐哈油田多口井成功压裂，具有耐压高、操作简单、解封可靠等特点。以吐哈油田丘东53井压裂为例，详细介绍了管柱设计理念、管柱组合设计、压裂过程等。