海上热采井注采一体化井口技术研究与应用

针对中国海上首个规模化稠油热采先导试验项目,旅大21-2油田开发中面临着目标区块浅层气气窜风险大、冷热采转换和热采平台空间限制等因素对井口装置要求高的问题,通过防浅层气套管头设计、注采一体化专用通孔堵塞器设计、采油树结构优化以及井口密封设计,形成了海上稠油热采井注采一体化井口关键技术,实现了注热和冷采切换不需更换井口,解决了热采井后期生产中井口装置抬升的问题,提高了井口空间利用率,满足了安全生产的需要。现场应用结果表明：海上稠油热采井注采一体化井口装置整体耐压21 MPa,符合技术要求,已完成6井次第一轮高温蒸汽吞吐,井口装置密封性能安全、可靠,取得了较好的应用效果。海上热采井注采一体化井口技术的成功开发为海上稠油规模化热采高效开发提供了重要的技术支撑。     

海上热采井生产套管井口升高控制装置研制

稠油热采过程中经常发生生产套管破坏变形,最终导致套管升高、井口抬升,给海上热采井井口安全作业带来挑战。根据海上典型热采井井身结构和注热参数计算了生产套管伸长量范围,在此基础上研制了热采井井口升高控制装置,该装置由下法兰、热采阀门、悬挂器、采油树帽、隔热管短节等组成。室内测试试验结果表明,所研制的井口升高控制装置具有良好的密封性能,可满足海上热采井生产套管井口升高控制要求,从而保障海上热采井井口作业安全。     

SKR14—50／50—337型双管热采井口装置的设计及技术分析

文章阐述了SKR14-50／50-337型双管热采井口装置的结构、用途、使用务件及设计方法，并对该井口装置的技术特点加以总结。用爆破试验和现场应用结果说明井口装置的安全可靠情况，提出井口装置应当改进的地方。     

新型活动式双管热采井口装置

针对新疆克拉玛依油田浅层稠油粘度高的特点，研制成新型活动式双管热采井口装置。它有4个创新点：（1）开采通道增大，有利于采取增油措施和稠油、超稠油的采出，完全满足稠油直井、水平井、斜直井等的注汽、自喷、伴热、测试等生产工艺技术要求；（2）副管油管挂设计为活动式，不动井口，只安装244.47mm(9%英寸）双管冲砂洗井自封封井器，即可边活动管柱，边冲砂、洗井；（3）两油管挂的连接方式不同，用1个大钢圈密封双管主体和大四通，再用1个大钢圈密封主、副管和油套环空，减少了漏失点，密封更可靠；（4）副管活动式油管挂上部加装滑套，可防止在注蒸汽高温、高压下，油管及油管挂上窜，确保正常生产。     

稠油热采井套管头

新疆克拉玛依地区蕴藏着丰富的稠油资源,稠油产量约占中国石油新疆油田公司总产量的30％以上。稠油热采工艺是目前稠油开发使用最为成熟的工艺技术,但是,若采用常规的井口装置,可能会导致油井生产过程中出现井口失控上窜、套管受损等情况,严重的则会造成热采井报废,给安全生产带来极大的损失。中国石油集团西部钻探工程有限公司克拉玛依钻井工艺研究院开发研制的稠油热采套管头,部分解决了上述问题。该产品与其他稠油热采配套技术成功应用,实现了稠油热采井安全高效的生产,为油田持续稳定的发展提供可靠的保证。     

稠油热采井口光杆自动调偏密封装置

鉴于目前稠油井口在用的光杆密封器存在结构复杂、制造成本高、密封效果差、寿命短、不具备高温、高压工作能力等问题,研制了一种新型稠油热采井口光杆自动调偏密封装置。该装置包括自动调偏部分、光杆扶正保护部分、盘根碎屑过滤部分和防盗卸部分,保留了原有稠油热采井口光杆密封器的优点,同时又克服了原有技术存在的不足,使稠油热采井口真正成为安全、清洁无污染的生产井口,适用于稠油热采井口和其它所有抽油井口的光杆密封。     

稠油热采抽油井口密封装置

稠油热采抽油井口密封装置胜利石油管理局滨南采油厂工艺研究所研制的稠油热采抽油井口密封装置、具有耐高温、高压，可调偏、调弯，更换密封环省时、省力等待点，经２０井次使用，受到采油工人的欢迎。这种密封装置（见图）主要有盘根密封、二级密封和调偏机构组成。密封...     

新型活动式双管热采井口装置

针对新疆克拉玛依油田浅层稠油粘度高的特点 ,研制成新型活动式双管热采井口装置。它有 4个创新点 :(1)开采通道增大 ,有利于采取增油措施和稠油、超稠油的采出 ,完全满足稠油直井、水平井、斜直井等的注汽、自喷、抽油、伴热、测试等生产工艺技术要求 ;(2 )副管油管挂设计为活动式 ,不动井口 ,只安装 2 4 4 4 7mm (9 英寸 )双管冲砂洗井自封封井器 ,即可边活动管柱 ,边冲砂、洗井 ;(3)两油管挂的连接方式不同 ,用 1个大钢圈密封双管主体和大四通 ,再用1个大钢圈密封主、副管与油套环空 ,减少了漏失点 ,密封更可靠 ;(4)副管活动式油管挂上部加装滑套 ,可防止在注蒸汽高温、高压下 ,油管及油管挂上窜 ,确保正常生产。     

KR14—337—65E型热采井口装置的研制

针对油田常规双翼式五阀配置的单管热采井口装置结构复杂、成本较高、运输和安装不便等问题,研制出一种KR14—337—65E型热采井口装置。该装置为四阀配置,减少了1套生产闸阀;油管挂直接与小三通连接,减少了转换法兰,也相应减少了漏失点。现场应用表明,该E型热采井口装置满足稠油井自喷、注汽、抽油、测试、拌热等配套工艺的生产技术要求,达到了预期的设计目标。     

亚临界双管热采井口装置研制与应用

实现单井蒸汽辅助重力泄油工艺 ,采用一般的双管井口装置不能满足要求 ,这种井口装置必须满足在一口井中同时下入注汽和采油 2套管柱的工艺要求 ,2套管柱同时工作 ,边注边采。为此 ,研制开发了双管注汽采油井口装置。这种井口装置可以悬挂注汽、采油 2套管柱 ,同时满足注汽、采油的工艺要求 ,避免了常规注汽、闷井、自喷、抽采分步间隙进行的繁琐施工 ,提高了采油效率 ,降低了开采成本。试验与使用表明 ,这种双管热采井口装置耐高温、高压 ,密封可靠 ,取得了良好效果。     

稠油热采井双管吞吐工艺技术

方法将双管采油技术改造完善并用于稠油热采井,应用管式泵实现重复性不动管柱注采转换。目的提高原油产量和油汽比,减少作业工作量。结果双管吞吐工艺技术在河南油区共应用３０口井,累计增油９１３８５ｔ,投入产出比达１∶７。结论稠油热采双管采油配套技术为河南油区浅、薄层稠油开发提供了一套新的开采工艺,应用该技术可提高稠油开发后期油井回采水率,增加采油量,满足了稠油热采井高周期吞吐的工艺需要,具有显著的经济效益和社会效益     

适用于新疆油田SAGD注汽井口装置壁厚阈值计算公式研究

为提高新疆油田超稠油油藏动用程度和采收率,自2009年起开展了蒸汽辅助重力泄油(SAGD)开采工艺,为配套该工艺,设计了稠油热采注汽井口装置。但在现场实际作业中,稠油热采井口装置处于高温高压的工况(8MPa 280℃),会导致本体、阀门等零部件的关键部位壁厚减薄,因此确定合理的壁厚阈值计算公式,对实现稠油热采井口装置运行过程中的本质安全尤为关键。结合稠油热采井口装置的特点,分析其薄弱部位,结合薄弱部位,探讨适合其壁厚阈值的计算公式,通过理论计算及有限元分析法进行验证,判断公式的可靠性,为稠油热采井口装置运行过程中的本质安全提供保障。     

多管柱热应力模型预测采气井口装置的抬升

井口装置抬升现象常见于稠油热采井、注采井,生产气井却十分罕见。由于高产气井在生产过程中井口温度高,大温差使得井口附近自由段套管产生热应力变化,进而导致井口装置抬升,破坏气井完整性、损坏地面流程,引发灾难性的后果。为此,分析了因大温差导致套管热应变而引起井口装置抬升的机理,建立了气井井口装置抬升的多管柱热应力模型,并对井口装置的抬升高度进行了实例计算,其预测结果与实际监测结果十分接近,预测结果可靠。研究认为:随着气井产量的增加,井口温度逐渐升高,井口装置抬升高度将不断升高;而表层套管自由段长度对井口装置的抬升高度最为敏感,多层套管固井质量差时对井口装置抬升高度影响较大。最后指出了气井井口装置抬升带来的安全风险,并提出大产量气井应以保证固井质量、合理配产以及加强气井环空压力监测等3项技术措施来预防、监测采气井口装置抬升。     

CYR300-14型热采井口装置的研制

针对河南油田稠油“浅、薄、稠、散”的开采特点，在结合已用过的各种热采井口装置的基础上，采用油套合一四通，热应力轴向径向密封等结构，经攻关研制出CYR300-14型热采井口装置。经对主要部件的技术参数进行计算，均达到安全指标。该装置具有结构紧凑，组配合理，安全可靠，修井不动井口管网，漏失点少等优点。从现场50余套的试用结果看，基本上满足了热采工艺要求。     

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20 0 2年 ,新疆石油管理局采研院科研人员针对克拉玛依稠油区块及新疆外部油田市场的需要 ,研制出一种新型双管热采井口。这种井口能明显降低单井作业成本 ,安全可靠性显著增强。目前 ,克拉玛依稠油区块使用的双管热采井口 ,绝大多数是采研院在 80年代设计的 ,此类型井口由于井口部件较多 ,在注入高温高压水蒸气时 ,造成泄漏的可能性就相应增大 ,对井口的辅助部件加工精度要求较高。另外 ,在进行修井作业时 ,井口的辅助部件有轻微的损坏必须报废 ,否则无法保证密封 ,由于这个原因 ,使许多油井完成两轮吞吐后 ,必须更换井口。此外 ,原井口在…     

稠油热采井井口抬升问题防治措施

针对稠油热采井注蒸汽开发过程中普遍存在的井口抬升问题,调研分析井口抬升问题现状和对生产环境的影响,并分析总结井口抬升问题的防止措施。     

稠油井防漏失冲砂新工艺技术改进研究

对于稠油热采井出砂严重的情况,用常规冲砂方式无法达到冲砂外排的目的,制约了稠油热采的正常生产,为解决稠油漏失井难以进行冲砂作业的问题,研究应用了同心双管双封隔器冲砂新技术,并根据河南油田稠油油井的特点,对该技术加以改进和优化.该技术在河南油田试验成功率100％,取得明显效果.     

多管柱井口装置的研制

论述了可进行各种采油工艺技术模拟试验实验井用的４种多管柱井井口装置的研究，它包括设计要求与依椐、工作原理或结构设计、性能特点和关键技术等。这４种井口装置是直井和定向井井口装置、大斜度定向井双管柱井口装置，高压储气井双管柱井口装置和工具试验井四管柱井口装置。     

基于三维温度场的热采井水泥环完整性破坏的研究及对策

稠油热采井固井问题一直是制约稠油资源开发的关键技术难题之一,注蒸汽高温热载荷作用下的水泥环完整性破坏导致的井口抬升现象普遍存在于海上稠油热采井开发过程中,危害极大,严重影响油井生产寿命和井控风险。以渤海热采井固井水泥环完整性为研究背景,基于热传导分析,建立了热采井注热井筒三维温度场分析模型和热载荷、注氮载荷和非均匀地应力耦合条件下的水泥环完整性分析模型,并从水泥浆体系、工艺技术、隔热油管性能等方面提出了增强热采井水泥环完整性的应对措施。应用表明,该套理论可有效模拟热采井注蒸汽三维温度场剖面,判断热载荷条件下的水泥环完整性破坏机理及失效形式,为新开发热采井提供借鉴与参考,应用前景广阔。      

稠油热采测试井口防喷系统隔热降温装置研制

海上油田稠油热采的开发,需要录取井下数据资料,对油藏提供井下动态数据的支持。由于钢丝试井防喷系统无法承受热采开发过程中产生的高温蒸汽和热流体,不能在热采井中应用。研制了一种稠油热采测试井口防喷系统隔热降温装置,形成了一套完善的海上油田热采测试工艺技术,解决了海上油田高温热采井井下资料录取的难题。可对油藏注热方案的制定及热采开发提供技术指导。