辽河油田稠油热采井套损问题及防治

辽河油田是一个以稠油开采为主的油田，稠油产量占总产量的70％。伴随着稠油热采的进行，稠油热采给钻完井技术带来了新的挑战，即在热力开采过程中发生了大量的套管先期损坏的问题。经过大量调查研究找出了影响套管先期损坏的原因。在研究分析造成套管先期损坏原因的基础上，研究了各种预防套管先期损坏的技术，从初期的N80套管、提拉预应力、水泥浆返到井口到现在的热应力补偿器、TP100套管、TP120外加厚套管等的应用。在长期治理热采井套管先期损坏问题中，应用综合治理技术，有效地减缓了热采井套管先期损坏速度。     

热胀式塑料密封封隔器在稠油热采井的应用

随着油田开发技术的不断提高，稠油开采规模越来越大，对热采封隔器的要求也在不断提高，热胀式封隔器利用蒸汽热源使特制塑料密封套膨胀，起到密封油管与套管的环形空间、保护套管、减少井筒热损失、提高注汽的效果，是一种较为先进的热采封隔器。     

热采井漏失套管液压补贴加固技术研究与应用

鉴于我国在热采井套管破裂修复技术方面缺乏经济而有效的手段的现状,研发了热采井漏失套管液压补贴加固技术,并进行了室内试验和现场应用。该技术的工艺管柱由液压动力部件、补贴部件、密封部件和丢手部件组成,液压动力部件采用液压的方式为漏失套管补贴提供动力,丢手部分采用锁爪锁紧方式,液压丢手,丢手成功率高,适合水平井段的使用。室内试验和现场应用结果表明,采用该技术修复破漏套管时操作工艺简单,密封压差大,补贴管悬挂稳定,内通径满足稠油热采的生产要求,丢手压力达19~21 MPa。     

Y211—150可伸缩热采封隔器的研制

针对大庆油田稠油油藏的开发需要,研制了Y211—150可伸缩热采封隔器。该封隔器主要由密封机构、坐封锁紧机构、解封机构、扶正锚定机构、热力伸缩补偿机构、安全脱卡机构等组成。它将封隔器与伸缩管设计成一体,采用V形膨胀石墨密封圈组成密封系统,确保伸缩管热力伸长时封隔器的密封性。采用左旋上提管柱坐封,右旋脱锁,上提管柱解封。室内及现场试验表明,伸缩管与封隔器之间的内密封较好,可耐压20 MPa,耐温375℃。     

液压胀管式套管补贴工具及其应用

为有效修复套管损坏的热采井，针对稠油热采的特点，成功研制了液压胀管式套管补贴工具。该工具的动力采用5级液缸联动机构，20MPa时液缸推力高达1500kN；密封管采用耐热合金钢作为密封材料。通过在补贴管上预加应力可以避免补贴管在一定温度变化范围内拉应力的存在，从而延长热采补贴井的生产寿命至2轮以上注汽。相应的补贴工艺技术与常规技术相比，具有补贴成功率高的特点，利用该工艺技术在辽河油田稠油热采套损井中推广应用30余井次，经济效益显著。     

K331RT-150高温热采封隔器的研制与应用

针对目前热采注汽管柱伸缩管无法隔热，热损失较大，现用热采封隔器密封效果较差等问题，研制出了K331RT-150高温热采封隔器。该封隔器采用弹簧作为动力件，利用密封筒材料随温度的变化伸张收缩达到密封和解封目的，且具有动态密封性，可不用伸缩管。文中主要对该热采封隔器的工作原理、特点及现场应用情况等进行了论述。实践证明，该封隔器结构简单、性能可靠，即节约了成本，又大大提高注汽质量，并减少了套管损坏，在稠油蒸汽吞吐井上应用效果很好。     

水平井砾石充填热采封隔器的研制与现场试验

针对水平井砾石充填防砂施工时铅封封隔器下井过程中外管受力,容易导致中途坐封、铅封作用无法通过液压实现等问题,研制了水平井砾石充填热采封隔器。该封隔器采用鱼顶碰撞,锁块释放丢手,避免了中途坐封,铅封组件采用刚性环的柔性石墨结构,耐温达450℃,耐压12MPa以上。现场应用表明,该封隔器解决了原有热采铅封封隔器不能在水平井段丢手坐封的问题,施工成功率100%。     

RT-Ⅰ型热采套管头的研制与应用

针对稠油热采井预应力固井中存在的问题，研制了一种适用于稠油热采井预应力固井的新型套管头。该套管头结构设计合理、操作简便，首次在国内实现了热采井带防喷器进行有控条件下的预应力固井。使用表明，该套管头能确保预应力固井工艺的实施效果和有效控制井下套管受热伸长，保证了油田对安全生产的要求。文章着重介绍了新型套管头的结构、工作原理、套管悬挂载荷的计算、室内试验、推广使用及效果分析。     

组合式套管预应力地锚工具的研制与应用

针对目前稠油热采井预应力固井中地锚抓地可靠性差、定位不准及抗拉力不足等问题, 研制了组合式套管预应力地锚工具。该工具下到预定位置后投球憋压,胀开锚爪,即可提拉预应 力,保证了准确定位;实现了地锚、浮箍、引鞋一体化,可自动灌钻井液;采用3只锚爪均匀分 布,有利于套管居中,提高固井质量。现场应用5口井最大预拉应力达480kN,完全满足预应力 固井施工要求。该工具技术先进、操作简便,具有良好的推广应用前景。     

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。     

新型耐高压封隔回接插头的研制与应用

针对常规回接插头密封不严的问题研制了一种新型尾管封隔式回接插头，它同时具有回接、封隔两种功能，具有双保险的密封功效。进行了胶筒的压胀试验、接触应力的测试等多项单元试验。分析了胶筒的密封机理、松弛规律。样机试制后，分别进行了密封单元试验、机构功能试验及整体台架模拟试验，各项性能指标全部达到设计要求。在四川、胜利、渤海等油田和地区的现场应用表明，该封隔回接插头结构合理．密封可靠。操作简便，有效解决了回接固井过程中的气密封难题．具有极大的推广应用价值。     

污水回注井套管保护液防腐技术研究与应用

针对污水回注井套管内壁、油管外壁腐蚀结垢严重的问题。采用腐蚀挂片、多臂井径仪测试腐蚀速率及程度,并研究复配套管复合保护液通过污水回注井油套环形空间添加保护液,在油管外壁、套管内壁表面形成保护膜,减少腐蚀介质与金属接触的机会,达到延缓污水回注井油管和套管腐蚀的目的。     

稠油开发井套管损坏机理与强度设计问题分析

套管损坏是影响稠油井开发效益的主要原因之一.分析了稠油井套管损坏特征和损坏机理,主要包括:高温引起的强度变化、蒸汽吞吐形成的残余应力、高温热应力引起套管与水泥环滑脱、油层出砂亏空和断层错位形成地应力等.指出了目前对稠油井套管柱安全强度设计与分析采用的单轴应力或3轴应力方法没有综合考虑交变热应力及生产中的复杂情况,存在许多局限性或不合理性,需要建立更为科学的稠油井套管柱安全可靠性设计与评价方法.     

同井注采系统封隔失效检测装置的研制

针对同井注采系统井下封隔锚定失效检测困难且时效性差,造成生产及能源浪费的问题,研究了一种井下油管封隔锚定松脱预警方法,并开发了相应的同井注采系统封隔失效检测装置。通过检测井口套管应变以及受力状况,推导油管受力情况,从而分析判断井下封隔锚定装置的工作状态。基于WIN CE嵌入式操作系统开发了便携式油管封隔锚定失效预警检测仪器,以12V蓄电池作为能源,在井口套管贴应变片组成惠斯通电桥,以此测量井口套管应变,利用油管封隔锚定失效预警检测仪器采集并记录井口套管应变数据,通过对比井口套管应变历史数据,即可判定井下油管锚定工作状况。在对30口同井注采井的长期监测中,发现4口井的坐封载荷远低于坐封时加载的载荷,判定这4口井属于封隔锚定失效井,这与实际情况相符。现场测试结果表明该仪器可以及时预警井下封隔锚定装置松脱故障,有效指导生产,提高经济效益。     

注汽工艺管柱对热采井套损的影响

针对多轮次蒸汽吞吐的情况下 ,胜利油田热采区块套损井数逐年增多的问题 ,分析了不同隔热性能的隔热管对套管温度、热应力分布的影响 ,表明提高隔热管的隔热性能可有效降低套管温度和热应力 ;对隔热管接箍区和封隔器附近套管的温度和热应力进行了计算分析 ,发现在这两个区域套管壁的温度和热应力均大大高于管体区平均值 ,该段套管容易损坏。在此基础上 ,提出采用新型注汽工艺管柱结构、采用高真空隔热油管和改进接箍结构等防止套损技术措施     

一种稠油热采井井口装置

本实用新型涉及油田生产中采油（气）井的井口控制机械设备，尤其适用于稠油热采井。它由本体、卡瓦座、定位销、压盖、密封圈及与油层套管相联接的上接头、压盖、旁通接头等部分组成，卡瓦采用悬挂式内藏设计，上端安装有导向杆，并利用导向杆上的定位销悬挂定位于卡瓦座中，     

双密封套管保护封隔器的研制与应用

为了解决分注井套管保护封隔器有效期短、套管长时间承压及腐蚀等问题,研发了双密封套管保护封隔器。该封隔器增加了承压胶筒、扶正装置和复位弹簧,有效阻隔了注水压力波动对密封胶筒的破坏,并降低了管柱蠕动。双密封套管保护封隔器在现场实施5口井,最大井深2 371 m,最大井斜30.57°,注水压力17.5 MPa,持续跟踪现场测试24个月,有效密封率达100%,并继续有效。现场应用结果表明:双密封套管保护封隔器可大幅提升密封性能,延长分注管柱的使用寿命。     

φ88.9mm侧钻水平井套管外封隔器的研制与应用

为了解决侧钻水平井固井时存在的层间混窜和管外喷冒等问题 ,研制了 88 9mm侧钻水平井套管外封隔器。封隔器的膨胀控制系统采用一种新型的施工阀、保压阀和液缸预充液压油结构 ,膨胀密封元件采用新式的帘布夹层胶筒 ,可以在小尺寸情况下封隔比较大的环空 ,胶筒端部用压环压紧密封 ,同时又采用了胀环结构作靠背 ,提高了胶筒承压能力。现场应用证明 ,这种封隔器具有通过能力强 ,承压能力高 ,试压可靠性高 ,封隔性能好等特点 ,坐封成功率达1 0 0 %。     

套管高效机械卡漏工艺技术研究与应用

通过对临盘油田采用常规卡漏工艺管柱存在的问题的分析,研究了一种套管高效封堵工艺管柱,现场试验应用收到了良好的效果。     

热采井膨胀管补贴技术试验研究

对用于高温热采井的膨胀管补贴工具,包括不锈钢环密封、铜敷焊密封、铜环嵌焊密封进行了试验研究。通过对耐高温材料与焊接工艺的改进,实现了膨胀压力低、耐高温、密封能力高等性能指标,为实现高温热采井膨胀管补贴技术的工业化应用奠定了基础。