穿长泥岩段侧钻井酸压完井工艺优化

目前塔河油田奥陶系油藏老区高含水问题突出,开窗侧钻已成为提高油藏储量动用程度的一种重要方法。塔河油田石炭系和奥陶系泥岩井段地层容易掉块、坍塌,导致在组下酸压完井管柱的过程中不可避免的造成封隔器遇阻、遇卡,岩屑划伤封隔器外胶筒的现象。文章通过对不同组合酸压完井管柱的使用情况进行对比分
析,结合其地质特征和井筒实际条件,优化了穿长泥岩段侧钻井酸压完井工艺,在很大程度上克服了上述问题,减轻了封隔器的遇阻、遇卡现象,取得了较好的应用效果。     

MCHR液压封隔器完井管柱在塔里木油田的应用

针对高温高压、大斜度、水平井等疑难复杂井的试油风险大、周期长和成本高的现状,通过优化酸化测试完井一体化管柱施工工艺,有效解决了以上技术难题。该工艺可广泛应用于酸压完井、跨隔堵水、分层开采等施工作业,对加快油田勘探、开发步伐,对油田增储上产具有重要意义。     

超深裸眼水平井完井模拟通井优化技术

由于水平井井深、水平段长、井眼条件差、通井管柱设计不合理等原因,通井管柱与完井管柱匹配度低、通井时效过长、通井管柱下入困难,增加了井控风险和作业成本。针对通井困难这一突出问题,通过理论分析,综合考虑井眼情况和完井管柱配置,分析了通井扶正器、通井管柱底部扶正器组合(BHA)和送入管柱对完井管柱安全入井的影响,提出了综合考虑井眼情况和完井管柱配置的个性化通井优化方案,即加长单扶通井,双扶通井BHA优化和增加送入管柱加重钻杆数等优化措施,为超深超长裸眼水平井完井管柱的顺利入井提供了技术支撑。     

斜井抽油杆扶正器间距计算

斜井有杆泵采油的发展使抽油杆扶正器的使用越来越广泛,斜井部位扶正器间距的确定成了至关重要的问题。本文应用材料力学原理,通过对斜井部位每两个相邻抽油杆扶正器之间的受力情况进行分析研究,得到计算通式,并据此对不同管柱、杆柱配合进行计算,得到一系列简化了的计算式。为了使用方便又将典型的管柱和杆柱配合、不同的井斜率和杆柱拉力经计算后制成图集,应用时只要根据油井管柱和杆柱配合,并知道井斜率和杆柱拉力即可从图中查到杆柱各段每两个相邻扶正器之间的间距值。     

页岩气井固井套管居中与下入能力研究

在对井筒内管柱受力状态进行科学分析的基础上,建立了长水平段和造斜段套管居中度分析模型,对扶正器的选择和安放间距进行了设计。采用有限元法对FYHFl井及MYHFl井扶正器选择方案和下入方案现场应用效果进行分析,分析结果表明,在井况许可的条件下,水平段应采用API标准扶正器,且每根套管加装1只扶正器,以保证套管的居中度和固井质量;选择合适的扶正器、设置合理的间距能有效减小套管下入阻力,同时明显增强套管串刚度;套管居中度对采用油基钻井液的页岩气水平井固井质量影响明显,套管居中度应该控制在67%以上,并严格控制套管贴边,以免影响水泥环均匀性和压裂效果。     

新型三级结构井分段酸压配套完井工具在塔河油田的应用

随着塔河油田推行新型三级结构井身,其相配套的完井工具也将广而应用,新型大尺寸完井工具能够满足裸眼分段酸压完井的需要。本文对此工具在塔河油田的应用进行了研究。     

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。     

大斜度井电泵举升管柱扶正器间距的计算

电泵举升管柱加装扶正器可保持油管和套管之间的合理间隙,防止电泵电缆遭到挤压和磨损。扶正器的安装主要依靠经验判断,缺乏理论依据和计算方法,既增加了生产成本,又增大了井下事故的风险。在综合了井眼轨迹、油管柱内外液体密度、扶正器和套管内壁摩擦、管柱自重、油/套管几何参数等因素对管柱受力和变形影响的基础上,结合现场生产实际工况,运用微元法建立了大斜度井三维井眼电泵举升管柱力学模型,实现了不同工况条件下油管柱的受力与变形分析计算;结合两扶正器之间油管横向变形计算模型,建立了油管扶正器间距的计算模型,并开发了计算机辅助分析计算软件;通过实例验证了油管扶正器间距计算模型的可靠性。研究结果对于扶正器现场安装具有一定的理论指导意义。     

海上油田防砂管柱打捞关键技术

现有的防砂管柱打捞技术对割点位置、井斜和钻具组合对切割作业的影响考虑较少。从打捞防砂管柱的关键环节切割和套铣入手,确定了水力机械切割点位置,对切割时刀片受力进行了计算,并对切割影响因素进行了分析,阐明了套铣防砂管柱的关键技术。研究表明:井斜小于12°,应适当增加钻铤数量来提高钻具旋转稳定性;井斜在12°~55°之间,应减小切割压力、增加钻铤数量、延长切割时间来保障切割作业;井斜大于55°,选择减小切割压力、减少钻铤数量、增加扶正器或者减扭器来提高切割成功率。应用该技术在渤海油田辽东、渤南、渤西区块共进行60余井次防砂管柱打捞作业,大幅度提高了防砂管柱打捞效率和大修作业时效。     

完井管柱与井眼曲率适应性有限元分析

老井眼侧钻短半径水平井技术在绥中36-1油田的高造斜率井段应用时,完井管柱串与井眼的适应性问题较突出。为此,选取绥中36-1油田某井的完井管柱为研究对象,使用弹性模型,考虑完井管柱刚度、井眼曲率、重力、扶正器和内层管柱的影响,建立了完井管柱下入不同井深力学模型,利用有限元法将管柱离散成梁单元进行模拟仿真计算,分析了完井管柱与井眼曲率适应性。分析结果表明:过低曲率井段时,管柱轴力、接触力和摩阻力对应力起主导作用;过高曲率井段时,弯曲应力对等效应力起主导作用。在井眼曲率每30 m为10°和15°2个高曲率井段,弯曲应力明显变大,占等效应力的1/2以上。所得结论为该油田后续完井管柱施工提供了理论指导。     

准噶尔盆地吉木萨尔致密油水平井固井技术探讨

通过从完井管柱下入、水平井固井水泥浆及配套固井技术等几方面开展软件模拟分析,配方优化研究,配套固井技术优选等致力于解决吉木萨尔致密油区水平井固井的主要技术难题,经现场应用验证,形成适用于该区块的水平井固井技术。下套管前充分循环洗井并最终采用三扶正器通井保证井眼稳定、顺畅、平滑;造斜段、水平段套管串合理安放刚性扶正器特别是滚轮扶正器有利于有效提高套管居中度及降低套管下入摩阻;通过优化固井施工参数,采用变排量注水泥及替浆,改善注替流态,辅助采用除油前置液及套管漂浮技术有利于提高顶替效率;弹性颗粒加入水泥浆配方进一步增加水泥石弹性韧性,有利于在保证强度要求下降低水泥石弹性模量,适应大型压裂对水泥石强度及韧性要求。     

塔河油田穿盐井测试新工艺

针对塔河油田盐膏层特点,穿盐井测试采用206.375mm ESKIMO酸压完井套管封隔器与127mm MFE组合进行测试。经S1068井首次成功应用,为同类穿盐井测试积累了经验。     

海上热采隔热型井下工具的研制

目前海上热采井应用的井下工具不具有隔热功能,在热采井注热流体时管柱多处存在热损失点,这在一定程度上降低了隔热管柱的整体隔热性能。为此,研制了隔热型井下工具(热补偿器、隔热型扶正器和隔热型接箍)。热补偿器主体和接头均采用隔热结构设计,确保隔热性能,主体材料选用耐腐蚀不锈钢材料并经过处理,在满足防腐蚀性能的同时又满足强度要求;隔热型扶正器采用多组扶正块均匀排列方式,保证扶正块在圆周方向上均匀受力,保证管柱居中。隔热效果检测和现场应用结果表明,海上热采隔热型井下工具的隔热性能等级达到C级以上,应用成功率达100%,提高了整体管柱的隔热性能。     

振动固井电力振动器激振力和振幅分析

为了使水泥浆在候凝阶段产生振动,提高固井质量和界面胶结强度,研制了一种固井电力振动器。该振动器通过高温电池组提供电能,带动高温电机产生振动,安装在管柱的底端,不会改变常规固井工艺。通过结构设计和力学分析,对该工具的激振力进行了计算,其最大激振力为1 732 N。运用能量法,结合某井的参数,对该工具在安装有弹性扶正器的直井套管产生的振幅进行了分析,得出了其在弹性扶正器处产生的振幅计算模型,为井下振动固井工具的现场试验提供了理论指导。     

高含水期小泵深抽井防偏磨技术

随着油田进入高含水开发期,抽油机小泵深抽井的杆管偏磨问题日趋严重。杆管偏磨的主要原因是抽油杆的失稳弯曲变形所引起,油田高含水加剧了二者之间的偏磨。为此,设计研制了一种新型的适用于小泵深抽井的抽油杆扶正器,即强制支撑内摩擦副式抽油杆扶正器。该装置扶正体可支撑固定在油管内壁上,使之与油管没有相对运动。将抽油杆与油管的摩擦与磨损转变为抽油杆扶正器自身的摩擦与磨损,防止抽油杆柱及管柱失稳弯曲与偏磨。现场应用37井次,平均单井检泵周期延长162天。     

小直径管内水力切割器研制与应用

针对油水井作业遇卡管柱需要切割来解除卡钻的问题,研制了小直径管内水力切割器。通过地面加压使液压马达带动切割工具旋转,底部喷嘴调节压差,活塞向上运行推动锥体使切割刀片伸出,高速旋转的刀片从内部切割油管。该工具不受井斜的限制,配备液压驱动扶正器、水力机械锚,可在直井、斜井、水平井任意井深位置切割遇卡管柱,操作简单方便。现场应用4井次,切割成功率100%。     

海上多元热流体高效注入管柱关键工具研究

目前海上多元热流体热采使用的简易式注入管柱存在管柱整体隔热性较差和水平段多元热流体注入不均等问题。为此,研制了隔热关键工具和分段注热工具,并对注入水平段进行了分段设计,形成了海上多元热流体高效注入管柱。该管柱的隔热段主要由隔热油管、隔热接箍、隔热扶正器、隔热补偿器和隔热封隔器组成,具有良好的整体隔热性能,能减少注入热流体的热损失;水平段主要由均衡注入阀、分段封隔器和油管扶正器组成,能够实现水平段均匀注入。隔热关键工具和分段注热工具均能满足在330 ℃高温下长期工作的需求,隔热性能均达到D级,其中均衡注入阀已应用7井次,水平段均实现了均匀注入。研究表明,多元热流体高效注入管柱及其关键工具能够满足海上多元热流体热高效注入的要求。      

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。     

水平井及大位移井液压扶正器的研制与应用

针对水平井及大位移管柱受重力效应影响,造成套管不居中,封隔器胶筒受力不均,密封性能下降,不能长期有效分隔水平及大位移井层段,特别是对固井质量不合格的低渗透和页岩油气藏无法进行压裂改造的问题,研制了液压扶正器。通过地面模拟试验,现场试验及应用,该工具坐封扶正时能确保水平及大位移井管柱处于居中位置,保证了封隔器的密封性能,在水平井及大位移井中使用液压套管扶正器,可减少套管磨损,使套管居中,有效分隔目的层,提高顶替效率,改善固井质量。     

在水平井、大位移井中选用合适的套管扶正器

在水平井、大位移井中选用合适的套管扶正器不仅能使套管顺利下入,而且能确保套管在井眼中的居中度,提高固井质量。介绍了几种新型的套管扶正器,并介绍了国内外在水平井、大位移井固井中使用的套管扶正器的性能特点及应用情况,得出了常规的套管扶正器很难满足水平井、大位移井需要的结论。