水平井分段酸化管柱研究与应用

介绍了水平井小直径封隔器分段酸化工艺管柱结构、工艺原理、室内实验情况等。在肇州油田水平井试验区，用该工艺完成5口井18个层段的分段酸化现场试验，措施后单井初期平均日增液5．2m^3，日增油4．5t，取得了较好的增油效果。     

水平井机械分段酸化技术研究与应用

针对水平井酸化施工时,酸量大、分流严重、常规连续油管酸化效果差的问题,提出了一种水平井封隔器分段酸化技术.以流体力学和渗流力学为基础,根据工艺管柱特点建立了水平井酸液分流理论分析模型,利用该模型可进行酸液分流计算,设计各层酸化规模.研究的酸化配方体系针对性强,长效缓蚀效果明显,酸液与试片反应15 d的平均腐蚀速率为0.19 g/(m2·h),表面光洁无点蚀.采用小直径封隔器分段工艺技术,一趟管柱可实现4段处理.现场4口水平井分段酸化试验,施工及管柱起下过程顺利,措施后,单井平均日增液3.5 m3,日增油3.1 t.施工周期、作业成本和酸化处理效果都优于国内外普遍采用的连续油管酸化技术.     

水平井小直径套管堵水工艺技术

针对在直井上普遍采用的常规工艺技术难以解决水平井段套管长距离多处损坏的问题,研制了一种适合于Φ177.8mm套管的水平井小直径套管堵水工艺管柱。整套工艺管柱设计了以扩大管柱通径为核心的特种工具,主要包括XGF-152悬挂丢手封隔器、Y341-152液压封隔器、Φ127mm无接箍套管、AJ-152安全接头及其他辅助配套工具等。该堵水工艺技术具有留井管柱内通径大和有利于后续作业的特点,而且施工工艺简单,周期短,成本低,对地层伤害小,可用于长井段套损水平井的修复。胜利油田5井次的应用表明,水平井小直径套管堵水工艺管柱下井施工成功率100%,措施有效率100%,具有较高的推广应用价值。     

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。     

K344-108型小直径封隔器的改进与应用

为满足水平井多段分层压裂的有效封隔及特殊井作业的需要,降低卡钻风险,研制了K344-108型小直径封隔器。通过对该封隔器的胶筒结构、安装方式及胶筒座肩部等进行改进,封隔器中心管承压能力可以达到70MPa,套管上、下密封压差达到65MPa。2009年,将K344-108型小直径封隔器与水力喷射压裂组合管柱在长庆油田现场应用12口井,实现了1趟管柱拖动多段压裂,各层段间施工压力差异明显,封隔可靠,施工后起出封隔器形状基本完好,满足了现场施工要求。     

水平井水力喷射与小直径封隔器联作压裂技术在长庆低渗油田中的应用

针对低渗透油藏水平井分段压裂破裂压力高、压裂液窜层及改造成本高等难点,提出了水平井水力喷射与小直径封隔器联作压裂技术,研制了与?139.7 mm（内径为124.3 mm）套管相配套的K344-108型小直径封隔器,并设计出了压裂钻具组合。该工艺在控制成本的基础上,能防止压裂液窜层,提高分段压裂有效率。在水平井QP-13井的现场应用表明,该工艺具有施工效率高、增产效果显著的特点,对长庆油田低渗透及超低渗透致密油藏的开发具有重大意义。     

小直径膨胀式封隔器在吐哈油田的应用

吐哈油田经过十多年的开发，套管损坏情况愈来愈严重，层间矛盾也日益突出，部分区块存在薄层、薄夹层，这必然限制油藏开发和工艺措施的实施。为此研制开发小直径、小卡距、承压高、易操作的膨胀式封隔器系列，设计出适合套变井选层酸化、压裂以及薄层措施改造的多种工艺管柱。目前开展现场试验9井次，施工成功率100％，最高施工压力迭61MPa，为复杂井提供了理想的工艺管柱技术。     

气藏水平井分段酸化完井一体化工艺管柱

气藏水平井的水平井段长,穿越多个油气层,非均质性严重,不同位置泥浆浸泡时间不同,污染程度也不同。常规分段酸化工艺存在施工段数少、周期长、费用高、多次压井造成二次污染等问题。研制了气井不动管柱分段酸化完井一体化工艺管柱,该工艺管柱耐温110℃,耐压70MPa,通过投球、加压打开喷砂器滑套,可实现5个层段分段酸化施工。该管柱可作为完井管柱直接进行生产,减少压井作业的次数,降低压井液对储层的二次污染,有效提高单井产能。     

连续油管过油管堵水工具研制与现场试验

目前,国内以筛管完井的水平井过油管堵水作业主要受制于关键工具—大膨胀率小直径膨胀封隔器的技术突破。为了填补国内连续油管过油管堵水管柱工艺空白,开展了大膨胀率及较好恢复率小直径膨胀封隔器的试验研究,成功研制出膨胀率达2.5倍、?49 mm的小直径膨胀封隔器,并配套了过油管堵水管柱工具。通过不同排量下小直径膨胀封隔器与节流器的模拟试验,建立了不同喷嘴当量直径下节流压差与排量图版,为现场施工提供了指导依据。经过井下多次重复坐封解封现场试验后,小直径膨胀封隔器的恢复率仍能达到85%,证实了该工具的有效性、合理性与可行性,满足了筛管完井水平井不动管柱情况下最小过?73 mm油管最大封隔?139.7 mm筛管的堵水工艺要求,实现了一趟堵水管柱可完成多次环空化学封隔器分段封隔和地层分段化学封堵,且作业后过油管可回收,对国内过油管堵水工艺技术的推广应用具有参考和借鉴意义。     

水平井分段完井工具的室内试验及现场应用

水平井完井技术的发展趋势是分段完井,即能实现分层开采及异质层隔离功能的完井技术。为此,设计了由内外两套管柱组成的分段完井工具,外管柱实现层间隔离功能,内管柱实现坐封管外封隔器功能。室内试验表明,管外封隔器膨胀后其外径、密封效果、耐压能力等均可满足现场应用的要求。现场应用表明,采用分段完井工具进行分段完井的水平井能实现分层开采及各个不同层系间的隔离、延长无水或低含水开采期、提高采收率的目标。      

水平井裸眼完井固井工艺技术

本文通过对国内外水平井完井方法的回顾，从裸眼完井的前提与意义出发，就长庆局水平井裸眼完井的必要性与可行性进行了简述，提出了针对长庆特点的水平井先期裸眼完井固井工艺技术与相关施工措施等通过塞平５井的现场施工，分析了管柱强度与结构及扶正器安放的位置及外径设计，介绍了水平井利用管外封隔器固井，裸眼完井和洗井以及水平段钻双级注封隔器内芯和浮箍，浮鞋工艺及做法。     

水平井管外分段管内分采技术

为了降低或控制水平井悬挂筛管完井复杂结构井含水上升,延长水平井生产寿命,研究了筛管完井水平井管外分段管内分采技术。该技术首先通过挤注ACP进行管外分段,在筛管与井壁之间的环空形成不渗透的高强度段塞封隔环空区域,实现管外封隔或者直接封隔出水部位,然后下入封隔器和开关阀组成分采管柱,通过打开或关闭开关阀,实现找水和开采低含水层段的目的。介绍了该技术的管柱结构、工作原理、施工工艺、技术特点及现场试验情况。该技术为筛管完井水平井稳油控水工艺提供了一种思路。     

φ62mm侧钻小井眼水平井分段挤堵管柱研究

冀东油田部分井是在φ139.7 mm老井眼开窗侧钻后采用φ73 mm油管完井,水窜后需要采用挤堵剂分段封堵,为此研究了一套超小直径分段挤堵管柱及配套工具,解决了挤堵管柱在φ62 mm超小井眼内顺利下入,高压挤堵剂挤堵后顺利解封起出等关键技术问题。介绍了该工艺管柱及其配套工具的结构、工作原理和主要技术参数。冀东油田G104-5CP26井的现场试验表明,该管柱及其配套工具满足了φ62 mm小井眼侧钻水平井分段挤堵施工要求,安全可靠。     

苏里格气田水平井裸眼完井分段压裂技术研究

在介绍水平井裸眼完井分段压裂工艺的基础上,分析了苏里格水平井裸眼分段压裂工艺管柱结构。水平井裸眼完井分段压裂工艺在苏里格气田遇到的主要问题是压裂管柱下入遇阻严重、回插管柱密封不严、丢手丢开困难、压后返排率不高、压差滑套打不开及砂堵等。对管柱下入遇阻严重问题设计了Ф151 mm×1.5 m的大铣柱,与小铣柱配合使用,建议在较长的油管段接扶正器;对回插管柱密封问题设计了模块式密封;在悬挂封隔器上端设计丢手工具可解决丢手丢开困难问题;设计了压差滑套辅助压力阀解决滑套打不开问题。现场应用结果表明,提出的措施均能很好地解决苏里格气田水平井裸眼完井分段压裂工艺存在的问题。     

大斜度井多级封堵工艺管柱研究及应用

针对大斜度井井眼轨迹的特殊性,设计了多级封堵工艺管柱,实现了大斜度井分层开采。采用K341-95小直径堵水封隔器与扶正器相配合,确保了管柱在造斜段能顺利通过。在液压作用下,多级封隔器可同时坐封;采用上提管柱方式,实现了多级封隔器逐级解封;利用液压助力器确保管柱在砂埋等特殊情况下能够安全起出。24口井的现场试验表明,该工艺管柱在大斜度井的应用是切实可行的。     

水平井不动管柱多级水力喷砂分段压裂技术

针对目前国内外超低渗透油藏水平井压裂改造工艺复杂、工具应用效率低和可靠性差的现状,设计了不动管柱多级水力喷砂分段压裂工具,研发了投球式滑套喷射器与封隔器,将多套喷射器串接,施工时通过投球的方式逐级打开各级喷射器和封隔器,实现射孔及压裂。该工艺管柱具有井下工具少、不泄压投球等特点,能够不动管柱一次性完成水平井3层段分段压裂。现场试验结果表明,该工艺管柱性能可靠,提高了分段压裂改造成功率和施工效率,是一种先进、安全、可靠、高效的水平井分段改造工艺技术。该水力喷砂分段压裂技术为改善水平井开发低渗透油田效果提供了工程技术保障。     

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。     

水平井试油测试配套技术

针对?139.7 mm套管射孔完井水平井试油测试的需求,在完成水平井井身轨迹特点分析和试油测试特殊工艺要求的基础上,开展了水平井试油测试管柱及工艺研究。利用静液压原理,通过对抗阻、步进锁进、强制复位机构创新,研制出环空静液压封隔器;通过对开关控制方式筛选和控制信号识别方式研究,研制出水平井压控式电动多流测试阀;形成了以环空静液压封隔器和压控式电动多流测试阀为主要工具的水平井试油测试工艺管柱。采用该技术在高30平1井投入现场试验并获得成功,为水平井试油测试提供了一种新的技术手段。     

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。     

超深双台阶水平井分注及酸化一体化管柱研究

常规偏心分层注水会导致区块欠注严重,难以满足超深双台阶水平井分层注水及不动管柱分层注水分层酸化要求。为此,研制了超深双台阶水平井分注及酸化一体化管柱和配套工具。管柱主要由封隔器和注水酸化一体化配水器等组成。测调过程中测调仪器与管柱中的配水器采用同心对接,投捞成功率高,通过与特制酸化芯子配合可实现不动管柱分层酸化。利用WELLCAT软件模拟注水、酸化和停注时各封隔器的受力、管柱伸缩长度以及管柱整体强度。现场试验结果表明:超深双台阶水平井分注及酸化一体化管柱及配套工具设计合理,施工成功率100%,层段之间注水合格率100%,能够满足超深双台阶水平井的分层注水及酸化要求。研究结果可为封隔器及伸缩管的选择提供理论依据。