可膨胀管修复套损井技术研究与应用

随着油田开发进入中、后期,套损井越来越多。目前采用的几种常规套管补贴技术已无法满足长井段修复的要求,针对施工工艺复杂、工序多、修复后井眼内径变化较大的问题,提出膨胀管套管补贴技术。介绍了膨胀管补贴原理及在W11-261井上进行套管补贴的应用情况。应用结果证明,该膨胀管补贴技术克服了以往套管补贴技术存在的不足,具有施工工艺简单、套管修复后能产生永久性密封且井眼尺寸变化小等特点,具有广阔的推广应用前景。     

高温高压套损井膨胀管修复技术

针对高温热采、高压注水套损井膨胀管修复率低的问题,对膨胀管4项关键技术开展理论和实验研究,设计开发适用于高温高压工况的膨胀管修复工具。研制了胀后机械性能达到API N80套管钢级的膨胀管材、承载面角-9°的偏梯形膨胀连接螺纹、紫铜镶嵌焊接成型密封件以及碳化钨涂层的膨胀锥,并在此基础上试制了高温高压膨胀管补贴工具样机。室内实验表明:样机的膨胀压力为25~32 MPa、3轮次交变温度载荷耐压大于15 MPa、水密封耐压大于35 MPa,达到实验设计要求。辽河、吐哈油田45口井的现场试验表明:高温高压膨胀管修复技术适用于热采井、高压注水井的套损修复,套管补贴后验压15 MPa,保压30 min,压降小于0.2 MPa,一次施工成功率100%。修复后的油井增油明显,经济效益显著。     

膨胀管补贴技术在青海油田的应用

随着青海油田油水井生产时间的延长,开发方案的不断调整和实施,很多生产井都出现了套管损坏的现象,并且损坏形式复杂多样。结合青海油田现场实际,采用膨胀管补贴工艺技术,有效解决了现场生产难题,同时缩短了修井时间,降低了生产成本。     

实体膨胀管套管补贴技术在多井段套损井中的应用

东辛油区套损井逐年增多,储量、产能损失大,常规套管修复技术难以满足矿场实际需要.应用实体膨胀管套管补贴技术解决了多井段套损漏失导致油水并不能正常生产的矛盾,取得较好效果.截至目前,共在东辛油区不同类型区块的5口多井段套损漏失井上应用该技术,成功率100%,有效率100%,最长有效期已超过200 d.油井累积增产油量4314.6t,恢复产能40.12t·d-1,恢复可采储量8.0×104t;水井累积增注水量50 281.0m3,恢复注水能力368m3·d-1,水驱储量(10.0～15.0)×104t.     

油水井套损打通道与膨胀补贴技术

套管的损坏变形直接影响油水井的正常生产,甚至导致油水井停产、报废,随着油田开采时间的延长,油水井套管变形损坏日趋严重,在修井作业过程中对套管损坏、变形进行分析。确定引起套管损坏的原因和损坏的类型,采取针对性的修井工艺技术进行修复,使其达到正常生产目的。     

数值模拟法在膨胀套管修复套损井技术中的应用

为了分析膨胀套管在套损井修复过程中的应力、应变及残余应力情况,剖析膨胀过程中管材内部变化规律,利用ANSYS软件建立了膨胀套管在套损井修复应用中的有限元模型,优选模型的边界条件,进行模型的数值模拟分析.数值模拟结果直观地反映了管材膨胀过程中的应力一应变情况,结合实验室台架试验及现场施工,总结出可在制管、套管膨胀和后处理3个阶段采取有效措施消减残余应力;膨胀套管在高压液体作用下发生二次形变后.内径尺寸比膨胀锥的外径单边增加0.9～1.3 mm,据此修正了膨胀锥、膨胀套管和原套管尺寸间的经验公式.在华北油田京708井采用膨胀套管技术修复套损井,施工完成后,产油量增加,含水率降低,达到施工要求,表明膨胀套管补贴套损井技术的有限元数值模拟分析符合油田现场施工的需求.     

基于ANSYS Workbench的可变径膨胀锥有限元分析

根据弹塑性有限元理论,应用非线性有限元分析软件ANSYS Workbench模块建立了可变径膨胀锥实体模型,动态模拟了可变径膨胀锥的膨胀过程,得到了可变径膨胀锥的力学状态图,可为膨胀锥的结构设计以及膨胀方案的优化提供技术依据。     

套损井压裂技术研究与应用

针对吐哈油田套损井修复难度大以及修复后改造难的问题,提出了措施改造提高采收率的技术思路,开展了套损井压裂技术攻关,完成了压裂管柱及配套工具研制,解决了工具的锚定问题,通过现场试验,满足了通径大于105mm套损井压裂改造技术要求,并见到良好增液、增油效果。     

套损井原因分析及综合治理工艺技术

随着套损井的大量出现,给油田的持续稳产带来了极大影响,成为影响原油产量的重要因素之一。近年来,对长庆油田采油三厂套损井井筒状况、生产史、地质资料做了大量研究,并对一些治理技术和现场应用效果进行了分析总结,为今后类似作业提供技术参考。     

套损井原因分析及综合治理工艺技术

随着套损井的大量出现，给油田的持续稳产带来了极大影响，成为影响原油产量的重要因素之一。近年来，对长庆油田采油三厂套损井井筒状况、生产史、地质资料做了大量研究，并对一些治理技术和现场应用效果进行了分析总结，为今后类似作业提供技术参考。     

应用于套管补贴的膨胀管技术

针对常规补贴套管技术无法满足长井段、高井温的要求以及施工工艺复杂、工序多、修复后井眼内径变化较大的问题,提出了膨胀管补贴套管技术。介绍了该技术的技术原理、技术关键、施工方法。该技术克服了以往套管补贴技术存在的不足,具有施工工艺简单、套管修复后能产生永久性密封且井眼尺寸变化小等特点,具有广阔的推广应用前景。     

膨胀管套管补贴工艺及在胜利油田的应用

膨胀管补贴技术可用于大井段套管修复，完全不同于现有的波纹管套管补贴技术及补贴加固技术，在套管修复以后其内径减小量很小，能承受的抗压强度是其他方法不能比拟的。膨胀管密封悬挂技术采用耐高温、高强度橡胶材料，膨胀后紧密地与原套管内壁接触，从而达到密封与悬挂的目的。2005～2006年，该技术在胜利油田4口井推广应用，其中，梁38—1井超百米井段补贴获得成功。     

免钻式膨胀管补贴技术研究与现场试验

采用常规膨胀管补贴技术进行套管修复后需进行钻塞作业,会延长修井周期、增加作业费用。为此,进行了免钻装置结构设计、工具参数优化和室内试验验证,确定工具性能指标和使用工况,形成了免钻式膨胀管补贴技术。根据室内试验结果确定免钻装置的性能指标符合现场实施要求,除此之外,还确定了施工参数及施工工况,给出了免钻膨胀管补贴技术的现场施工工艺。渤海湾CDX-56P井的现场试验结果表明,该免钻装置能够满足抗扭、抗压等现场施工要求,具有较好的实用性。免钻式膨胀管补贴技术的试验成功,为套损井的治理开发提供了一种完井周期更短、费用更加低廉的技术手段。      

长井段套管破损补贴修复技术研究与应用

现有套管内补贴修复技术只适用于修复套管破损段较短的情况。为此,研制了长井段补贴修复管柱,包括外层补贴管柱和内层施力管柱。外层补贴管柱包括衬管和与之连接的上、下胀管,上、下收缩缸和水力锚所构成的施力机构设置在衬管内,施力机构两端连接上加力环和下加力释放机构,通过安装在上、下胀管的胀头对外层补贴管柱实施膨胀补贴,衬管的长度不受限制,使该技术适用于修复长井段套管破损的情况。现场应用结果表明,该技术可针对大于10 m的长井段套管破损进行修复,完善了目前的套损修复技术系列,为稠油热采井的套损治理提供了技术支撑。     

套管补贴技术在稠油井的应用及效果

稠油热采井的套管错断是热采井套损的主要类型之一,采用套管补贴加固技术是修复套管错断井的一种有效方法。介绍了套管补贴加固修套的工艺原理、技术参数和技术特点。现场应用表明,该工艺技术对热采井套损的修复具有很好的效果。     

膨胀管封隔复杂地层钻完井技术在侧钻井的应用

塔河油田为避开老井水体,老井侧钻上提造斜点钻遇上覆石炭系巴楚组或奥陶系桑塔木组泥岩井段,泥岩垮塌掉快堵塞采油井筒。为此,通过深井侧钻技术难点分析、扩孔工具优选、膨胀管关键技术分析及深井φ130.0 mm小井眼定向钻井技术配套,形成了一套适用于塔河油田深井侧钻井的随钻扩孔、膨胀管封隔复杂地层及后续小井眼定向钻井的非常规钻完井方案。同时布置了THA井进行试验,试验井创造了国内单次作业最长428 m和施工最深5 508 m 2项记录。现场应用结果表明,膨胀管封隔复杂地层钻完井技术解决了塔河油田φ177.8 mm套管开窗侧钻泥岩垮塌带来的技术难题,确保了钻井、完井和采油等作业井眼稳定;配套的深井φ130.0 mm小井眼定向钻井所需的钻杆、动力钻具和MWD,可以确保泥岩封隔井二开小井眼顺利钻至完钻井深。     

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。     

套损井大通径膨胀薄壁管补贴修复技术研究

采用低合金材料的薄壁补贴管进行套管补贴,能够获得比常规膨胀补贴更大的补贴通径。在提出薄壁管补贴材料选择要求的基础上,对补贴管结构进行了设计,采用ANSYS软件对补贴膨胀过程进行了力学分析。分析结果表明:薄壁补贴管的膨胀补贴过程符合金属材料塑性变形规律,在膨胀过程中补贴管会产生应力波动,应力值始终位于材料的屈服强度和抗拉极限之间,其最大应力为925.06 MPa,补贴管能够对套管进行修复而不发生断裂破坏。研究结果可为薄壁补贴管的现场应用提供参考。     

孤岛油田套损井的重新利用

孤岛油田经过近30年的开发，套损井已达1000多口，套损率达30．4％。在18口套损井上进行了综合防砂等措施试验，使套损井重新恢复了产能，取得了良好的增油效果。这为油田后期开发的增效降本工作探索了一条新路。     

油水井套管损坏的原因及预防措施

油水井套管损坏是由多种因素共同作用的结果.高压注水引起泥岩吸水膨胀和蠕变、局部岩层失稳滑移和注水层地层变形等是导致花土沟油田套管损坏的主要原因.根据花土沟油田目前的生产状况和套管损坏的实际情况,采用两套注水系统,分层系注水;针对储层具有薄、多、散、杂的特点,在射孔时一定要考虑夹层的影响,严格控制射孔层段,把好射孔质量关;在今后的井网完善过程中,考虑套损的影响,采取提高套管钢级和壁厚等措施来预防套管的损坏.