胜利海上油田安全可控长效分层注水技术

为满足胜利海上油田注水井分层注水管柱检修期长、安全、高效的要求,在分析影响分层注水管柱寿命因素的基础上,提出了采用平衡式分层注水管柱改善管柱受力,降低管柱蠕动幅度;采用液压控制方式解决分层和洗井之间的矛盾;研制液控式封隔器解决封隔器提前坐封和满足井控要求的技术思路。通过研制液控压缩式封隔器和液控式环空安全封隔器等关键工具,设计了平衡式分层注水管柱,形成了安全可控长效分层注水技术。液控压缩式封隔器采用液压控制方式始终将其控制在最佳压力状态,洗井时可快速解封,以解决反洗井造成的封隔器寿命不长的问题。液控式环空安全封隔器采用了双液压控制管线,设有安全锁紧机构,洗井和安全通道独立控制,既能满足大排量反洗井要求,又能提高注水管柱长期的安全可靠性。胜利海上油田分层注水井应用安全可控长效分层注水技术101井次,分层注水合格率提高16.6%,注水管柱检修期最长达5年。安全可控长效分层注水技术不仅延长了胜利海上油田分层注水管柱的检修期,满足了安全高效注水的要求,也可以满足水驱开发油田精细分层注水的要求。      

液控封隔器的设计与现场应用

针对目前可洗井式分层封隔器存在的分层与洗井之间的矛盾,开发了液控可洗井分层封隔器。这种封隔器通过地面控制管线传递液压实现坐封,同时通过地面液压控制井下封隔器工作状态,既解决了目前可洗井注水封隔器分层可靠性差的问题,又解决了可洗井封隔器反洗通道小的问题。液控封隔器室内试验取得成功的基础上,于2006年7月在胜利埕岛油田CB1B-4井进行首次现场试验,取得良好效果,截至2009年5月已推广应用35井次,一次性施工成功率达100%,最大井斜53°,封隔器下入深度达2100m。     

冀东油田低压油井防污染管柱研究与应用

为了解决冀东油田低压井检泵、洗井和清蜡等措施作业后产量恢复周期长、封隔器密封不严和解卡打捞困难等问题,研制了不压井、不放喷防污染采油配套管柱。该管柱通过常闭滑套和单流阀插管的配合,使井筒内的流体无法进入地层,地层的流体也无法流进井筒,既防止了修井液污染地层,又防止油层脱气井喷。现场应用结果表明,防污染管柱下井顺利,封隔器坐封、丢手和验封均一次性合格,封隔器坐封处最大井斜47.19°,最大井深3 269 m,作业后含水恢复期缩短6~10 d。该管柱实现了不压井和不放喷作业,具有良好的推广应用前景。     

DBF—152型电潜泵封隔器的研制与应用

为满足浅海油田电潜泵井无套压安全生产的需要，研制开发了DBF－152型电潜泵封隔器。这种封隔器采用多孔偏心结构，液压坐封，双向卡瓦锚定，上提管柱解封；设计了电缆穿越密封装置，可实现电潜泵电缆和测压管线的无损穿越；设计了排气洗井阀，连接在排气通道上，具有地面液压控制、油套环空定时排气的功能，满足了海上电潜泵井安全生产和测压的要求。现场试验5井次表明，施工效果良好，各项功能达到了设计要求。     

一种深井可洗井注水管柱

这里介绍一种可保护套管、可多次正、反洗井的深井超深井污水田注管柱技术。该管柱技术的核心是可洗井封隔器的研制，该封隔器能满足深井的坐封要求，采用液压式坐封；管柱得到描定，有利于封隔器耐压羞的性能；封隔器上的洗井通道可以实现多次(至少20次)人为控制开启与关闭，保证环空保护液不漏失；该管柱可以实现过封隔器的全井管柱的大排量正洗或反洗作业，有利于清除污垢，延长注水工艺的实施效果。同时该管柱配套的钢丝作业简单、安全性较好；封隔器可以多级使用。     

液控式分层注水工艺技术

针对埕岛油田先后采用的3种分层防砂分层注水工艺存在的问题,开发了液控式分层注水工艺技术。该技术可有效地解决目前可洗井注水封隔器分层可靠性差的问题,既提高了分注合格率,又解决了可洗井封隔器反洗排量小、反洗通道易堵塞、反洗不彻底的问题,实现了全井筒大排量洗井。埕岛油田CB1B-4井的现场试验表明,该技术可有效缓解目前埕岛油田层间开发矛盾,提高注采对应率,对于降低含水上升率及提高单层开采效果,具有决定性的意义。     

中原油田应用无伤害洗井管柱改善洗井效果

<正>无伤害洗井管柱主要由封隔器、半脱节式活动装置、防砂单流阀和筛管等组成。其工作原理是利用封隔器密封油套环形空间,防止洗井液从油套环空和油管内进入地层,利用防砂单流阀,防止洗井液中杂质落到单流阀阀座上。与常规热洗管柱相比,该管柱增加了独特的伸缩装置,封隔器坐封后管柱上提,使油管呈自由悬挂状态,既可避免管杆偏磨,又可避免油管蠕动对封隔器造成的损伤。     

海上液控分层注水一体化工艺技术优化应用

胜利海上埕岛油田分层注水技术主要以液控分层注水技术为主,在分层注水中存在结垢腐蚀严重、分层注水封隔器蠕动、反洗井不通、注水管柱不能满足海上安全环保要求等问题。针对存在的问题,对分层注水工艺进行优化,对环空安全封隔器、液控封隔器、底部单流阀关键工具进行改进,并完善测调一体化配水技术。改进后的液控分层注水一体化工艺技术更加适合海上埕岛油田的安全分层注水。至2014年底共计实施16口井,达到了配注要求,实施效果良好。     

DBF—152型电潜泵封隔器的研制与应用

为满足浅海油田电潜泵井无套压安全生产的需要 ,研制开发了DBF— 15 2型电潜泵封隔器。这种封隔器采用多孔偏心结构 ,液压坐封 ,双向卡瓦锚定 ,上提管柱解封 ;设计了电缆穿越密封装置 ,可实现电潜泵电缆和测压管线的无损穿越 ;设计了排气洗井阀 ,连接在排气通道上 ,具有地面液压控制、油套环空定时排气的功能 ,满足了海上电潜泵井安全生产和测压的要求。现场试验 5井次表明 ,施工效果良好 ,各项功能达到了设计要求。     

双级高效坐封连通器的研制及应用

针对目前油水井作业中使用的底部割缝滑套+压差式封隔器组合工艺管柱存在的问题,研制了双级高效坐封连通器。该连通器由上接头、割缝钢球、密封圈、销钉、割缝滑套、连接套、坐封钢球、坐封滑套、调节弹簧和下接头等组成。双级高效坐封连通器+压差式封隔器组合成工艺管柱,不但可以保证压差式封隔器充分坐封,而且在1·5~3·0MPa低压下即可连通作业层段,现场推广应用取得了良好的效果。     

Y521-110FQ防卡注水封隔器的研制及应用

针对Y521封隔器在文明寨油田应用中存在的若干问题,研制了Y521-110FQ防卡注水封隔器。该封隔器主要由上接头、油压活塞、洗井活塞、水力锚、内外中心管、压缩环、摩擦及卡瓦装置、下接头等组成。洗井活塞采用油压和下压双重关闭设计,最大限度地满足了注水和停注时不同压力系统下洗井机构密封的要求;解封时洗井活塞强制开启,使上、下压力系统连通,解决了上部高压导致解封困难的问题。文明寨油田16口注水井的应用效果表明,该封隔器结构合理,原理可靠,能提高管柱分层注水成功率,提高封隔器密封性能,满足高温高压、层间差异大井的分注要求。     

QHY331型自封式封隔器的研制及应用

为解决水力压差式封隔器坐封成功率低 ,以及自封式封隔器承压低 (最高达 30MPa)的问题 ,青海油田分公司钻采工艺研究院研制了QHY331型自封式封隔器。这种封隔器由上接头、扶正块、膨胀管、滑套、剪钉、滑套心子、调节环、中心管、长短胶筒、皮碗总成和下接头等组成。使用表明 ,这种封隔器在压裂、酸化和堵水作业中 ,坐封成功率达 10 0 % ,应用效果非常明显 ,并达到各项设计要求。若与水力锚配套使用 ,可满足施工压力高的措施井。     

无骨架内衬扩张式封隔器的研制与现场试验

为解决常规钢丝帘线或重叠钢片式扩张封隔器胀封承压后残余变形大、易卡管柱的问题,通过设计无骨架内衬扩张式胶筒,研制了无骨架内衬扩张式封隔器。该封隔器采用两端嵌套弹簧的方式来提高胶筒多次坐封的可靠性,在工作压差2.5~5.0 MPa下,胶筒可以充分胀封并可靠密封。室内试验表明,无骨架内衬扩张式封隔器在150℃下可以反复坐封/解封50次,双向承压85 MPa,解封后胶筒残余变形率小于1.5%。该封隔器在延长油田2口老井重复复压裂施工中进行了试验,其坐封显示明显,且在井内工作50 h多后,顺利解封,封隔器胶筒完好,外径仅由108 mm扩大至109 mm。研究结果表明,无骨架内衬扩张式封隔器封隔能力强,能重复坐封、解封,比常规扩张封隔器胶筒残余变形小,更易于解封起出管柱。      

复杂地层多套压力层系尾管完井固井新工艺

在同一裸眼段出现多套压力层系,不但给钻井作业带来很大的困难,而且大大增加了固井作业的难度.为保护油气层,提高采收率,胜利油田从固井现场的实际情况出发,对固井工具、固井工艺和水泥浆技术进行了改进,形成了适合复杂地层多套压力层系的尾管悬挂器 分级箍 管外封隔器固井工艺和尾管悬挂器 管外封隔器固井工艺.在胜利油田35井次的现场应用表明,该工艺不但保证了固井质量,而且满足了勘探开发的需要.     

多段压裂水平井拖动管柱找水关键技术

长庆油田长水平段水平井应用拖动管柱找水工艺时,存在配套的皮碗封隔器胶筒密封性变差和起钻时皮碗脱落的问题,为此对其进行了针对性研究。通过室内模拟井下环境,利用滚珠丝杠控制皮碗封隔器在套管内往复运动,得到每摩擦500.00 m时的皮碗磨损量,根据承压试验确定其最大下深为2 500.00 m;通过改进Y211型拖动压裂封隔器结构、优选胶筒材料,研制了分别应用于单封和双封拖动管柱找水工艺的Y211-1型和Y211-2型封隔器;同时,研制了可在水平段重复坐封的新Y111型封隔器,以确保能够实施双封拖动管柱找水工艺。研究的新型封隔器和拖动管柱找水工艺已在长庆油田6口水平井应用,应用结果显示,1套封隔器可以完成2口井的找水作业,测试成功率由之前的91.3%提高至100.0%,单井测试费用仅为皮碗封隔器拖动管柱找水的一半。研究结果表明,新型封隔器使拖动管柱找水工艺更简便、费用更低,在长水平段水平井中的应用效果良好。      

ZF皮碗封隔器及其应用

ＺＦ皮碗封隔器以其皮碗的金属骨架结构来提高封隔器的承压能力,密封是靠皮碗与套管内壁的过盈和井内压差来实现,所以所需零部件少,加工组装方便。修井时可直接上提起出管柱,不需要附加其它动力设备。该封隔器与洗井开关、ＳＭ水力锚、循环开关等井下工具配套可组成新颖实用的泵上洗井管柱和酸化注入管柱,这两种配套管柱经现场１６井次试验证明了其技术的可靠性。对于皮碗上部出砂严重的井,为防止起出困难,应慎用该型封隔器。     

操作因素对下放液压封隔器管柱的影响

针对施工中存在的中途坐封和密封失效问题，分析了液压封隔器管柱的下井运动和发生中途坐封及密封失效的原因，推导出了有关计算公式，进行了实例计算分析。结论为：下放管柱时的瞬时最大下放速度及制动时间影响液压封隔器的坐封和密封性能，是导致封隔器中途坐封和密封失效的主要原因。并就此提出相应的施工措施。     

水平井双封隔器管柱力学分析

水力压缩式封隔器在坐封时会使管柱产生轴向应力,严重时会影响管柱的强度。以水平井双封隔器管柱为研究对象,考虑2个封隔器分别坐封时井口压力的大小,基于拉梅公式、广义胡克定律和杆件变形理论,推导了在井口压力的作用下管柱的轴向力、轴向应力及变形量计算公式。计算结果表明,当封隔器Ⅰ、Ⅱ先后以10 MPa和15 MPa井口压力坐封时,封隔器Ⅰ、Ⅱ之间的管柱轴向应力由49.94 MPa降低为15.08 MPa,而弯曲段到封隔器Ⅱ之间的管柱轴向应力由58.05 MPa 增加到107.96 MPa。由此可知,后坐封的封隔器会使其到弯曲段的管柱轴向应力增加,而使其到先坐封封隔器的管柱轴向应力降低,所以管柱的危险截面出现在后坐封的封隔器到弯曲段之间。     

深井多级分注工艺管柱研制及应用

针对常规多级分注管柱在深井中应用时存在管柱蠕动、封隔器解封起钻拉力大、作业风险高以及洗井困难等问题,研制了深井多级分注工艺管柱。这种管柱主要由非金属水力锚、Y344低解封力封隔器、桥式偏心配水器、预置工作筒和球座及眼管总成等组成,具有防蠕动、解封洗井和可重复坐封等优点。管柱于2011年在长庆油田现场应用5口井,最大井深2 975 m,最大分注级数4级,封隔器验封合格率100%,解封洗井作业顺利,可重复液压坐封,施工成功率100%,为深井多级分注提供了有效的工艺技术手段。     

Y445-150型防中途坐封安全处理封隔器

针对常规封隔器作业时存在的中途坐封、丢手失败、承受双向压力能力差等导致一次成功率低的问题,研制了Y445—150型防中途坐封安全处理封隔器。该型封隔器设计了防中途坐封装置、后处理安全装置和分压装置,采用了液压坐封丢手、双锥体卡瓦锚定、机械内锁紧和上提下放管柱解封的结构,具有抗碰撞、坐封丢手灵活、防上滑、后处理方便、悬挂能力强及通径大等特点。胜利油田150多井次的应用表明,该型封隔器的下井、打压坐封、丢手一次成功率均在98％以上。在直井、斜井和水平井作业中,可用于悬挂管柱、作桥塞、卡封及堵水等。