一种新型免钻塞分级注水泥接箍的研制与应用

分级固井常用于气井等需要长井段注水泥封固的生产套管固井。免钻塞分级注水泥接箍是一种近年来开始应用的新型工具,实现分级注水泥并在作业完成后分级箍胶塞座、胶塞等附件自动落井,实现固井后免钻塞。应用免钻分级箍技术能简化作业程序、缩短建井周期、降低钻井成本,具有取代传统分级箍的发展趋势。但目前免钻成功率还有待进一步提高,尤其是复杂井况下的应用。文章介绍了一种新型免钻塞分级注水泥接箍的研制与应用,相比于传统分级箍,该工具采取了创新结构设计,具有高免钻成功率、施工作业安全和密封可靠特点。系统测试和现场应用表明,其能适应复杂固井工况,是一种适应性良好、具有推广应用前景的新型免钻分级箍。     

基于膨胀管定位系统的多分支井钻完井技术

基于膨胀管定位系统开发了膨胀管定位多分支井技术:在分支井钻井、完井甚至后续的采油、修井以及油层改造等作业中,各种工具均根据井下膨胀坐挂定位装置进行定位并作业的一种新型多分支井技术,具有工艺简单,完井后通径大和可以在小尺寸井眼内钻多个分支等特点,达到了国际TAML 4级完井水平.该技术通过膨胀坐挂定位装置实现了对斜向器的可靠定位;并可承受极大的钻压和扭矩,完全满足开窗、侧钻、等施工要求.在海上油田3口井中的成功应用证明该技术和装备成熟可靠,整套施工工艺和作业难度低,作业安全可靠性高,各工序施工信号明显,司钻易于操作.初步形成了主套管为177.8 mm(7 in)和244.5 mm(9%in)两个系列的膨胀管定位多分支井工具和工艺技术.图9参19     

膨胀管系统受力及运动分析

为了研究膨胀管补贴技术中降低膨胀压力的方法，降低作业压力，提高作业安全性，理论分析了膨胀管补贴作业中的两种典型工况:直井膨胀管补贴、水平井膨胀管补贴。定义并分析了膨胀锥所受液压力；进而分析了膨胀管管柱和膨胀锥的受力及运动状态，分析认为膨胀管作业过程中打压管柱中的压应力对膨胀有阻碍作用，应在膨胀管前端加装伸缩短节。研究工作有助于膨胀工具和膨胀工艺的研发及改进。     

免钻磨大通径桥塞技术在页岩气水平井分段改造中的应用

目前国内页岩气水平井分段压裂主要采用单流阀式复合桥塞,在压裂后桥塞钻磨阶段面临着套管变
形、钻磨周期长、工程费用高等问题。通过引进免钻磨大通径桥塞技术,从可溶性压裂球溶解试验、桥塞常温承压
试验、桥塞１２０℃高温承压试验、桥塞室内钻磨试验几个内容进行室内评价,证明桥塞能够满足现场施工要求。在
ＷＹＨ３－１井投入现场使用,结果证明,免钻磨大通径桥塞可满足不同排量泵送要求,坐封可靠。可溶性压裂球在
压裂作业时抗压,在生产流体环境下自然分解,并能确保入井后２４ｈ内的完全密封。使用该桥塞,压后无需连续油
管钻磨,比传统复合桥塞更高效。由于无需连续油管钻磨,所以采用该桥塞可以有效提高压裂段长度,增加泄流面
积,并满足深井水平井压裂作业的要求。     

Φ139.7mm筛管顶部注水泥免钻塞固井完井技术

为解决常规Φ139.7mm筛管顶部注水泥固井时钻塞时间长、易卡钻、易损坏套管和筛管、影响后期作业管柱下入等问题,依据筛管顶部注水泥固井完井技术要求,在现有Φ177.8mm免钻塞固井工具的基础上,通过设计增加球座、上封隔胶筒和可移动密封机构,优化剪钉压力级差,研制了Φ139.7mm免钻塞固井工具,形成了Φ139.7mm免钻塞固井完井配套技术。该技术在3口井进行了现场试验,结果表明,Φ139.7mm免钻塞固井工具可实现下套管钻井液循环、上封隔胶筒辅助固井、碰压后解除打捞时的活塞效应,打捞力减小200kN以上,且作业时间可缩短约30%。研究结果表明,Φ139.7mm免钻塞固井完井技术减少了钻水泥塞等程序,避免了作业风险,可满足各类油藏及中深井、深井、大直径井眼筛管顶部注水泥完井技术需求。     

多功能免钻盲板的研究与应用

针对半程固井中常用的盲板,在施工结束后需下入小钻具将盲板内部结构钻除的问题,研制了一种在半程固井作业中无需下入小钻具钻除其内部结构,同时还能作漂浮接箍使用,完成长水平段水平井、大位移井漂浮下套管作业的多功能免钻盲板。室内及现场试验表明,这种多功能免钻盲板使用方便,性能可靠,所有试验数据与理论设计数据基本吻合,可缩短建井周期和节约钻井成本。     

膨胀管封堵调层技术新进展

针对膨胀管技术应用过程中出现的膨胀压力过高、胀后通径过小、复杂井况适应性差等问题开展相关技术研究,研制出薄壁大通径膨胀管技术、胀捞一体化膨胀管技术及膨胀管修复大斜度套损井技术。现场试验表明:膨胀管胀后通径≥114mm,提高了后续下入工具尺寸系列,同时不影响泵挂深度,膨胀压力≤19MPa,进一步降低施工风险;膨胀管胀捞一体化技术降低了施工过程对油田设备要求,提高施工效率,对井底不造成污染;大斜度膨胀管修复技术能够在50°/100m斜率条件下顺利完成膨胀,满足油田斜井、分支井等特殊井况套损补贴要求。     

火驱稠油井膨胀管补贴技术研究与应用

辽河油田稠油火驱井套损井数日益增多,常规膨胀管补贴无法满足火驱点火注气工况管材耐热和抗腐蚀性能要求。为此,研发了火驱稠油井膨胀管补贴技术。该技术能够实现长段和整段密封,能保持较大的通径,同时具有加固套管和防止出水段套变恶化加剧等优点。采用配套的可打捞式膨胀堵头可将补贴后的膨胀尾堵捞出,避免了研磨施工周期长以及部分尾堵碎屑存在遗留井底风险。在曙1-41-37井的现场应用中,措施后平均日产液19.4 m3,日产油2.9 t。该技术能很好地满足火驱稠油井补贴的要求,为火驱套损井的修复提供了新的技术支撑。     

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。     

实体膨胀管切割和打捞一体化管柱研制与应用

当补贴的套管失效后,需要打捞实体膨胀管,常用的管柱内捞工具和切割工具都存在问题.研制了膨胀管切割和打捞一体化管柱,以及水力式内割刀和可退式倒扣捞矛,用于膨胀管的切割和打捞,在遇卡时还可上击解卡,安全退出.现场应用5井次,打捞成功率100％,并缩短了施工周期.     

实体膨胀管补贴技术的研究与应用

随着油田的开采,国内老井越来越多,套管损坏也越来越频繁,急需一种方便、有效的套管补贴技术。实体膨胀管基本原理简单,工艺技术成熟,和常规套管补贴技术相比有诸多优点,如膨胀前直径小易于下管,膨胀后内通径大、强度高、补贴长度可按需要进行调整,悬挂密封性能强等,因此实体膨胀管对套管修复有很强的适应性。通过现场应用,总结了施工中的关键工序、注意问题,提出了改进意见,为今后实体膨胀管的补贴施工积累了经验。     

冀东油田出砂斜井液压膨胀管补贴技术

针对出砂斜井的液压膨胀管补贴技术难题,通过对膨胀管补贴失败井进行分析,从地层特性、井筒状况、补贴工具结构、补贴施工操作方法对出砂斜井实施补贴技术的影响等方面入手,分析了影响膨胀管补贴的各种因素,研究得出对于出砂斜井补贴前采用挤水泥阻止地层出砂是关键技术;并针对斜井膨胀阻力大的问题,采用钻杆打压胀管以解决胀头遇卡的情况;同时,对膨胀管补贴技术和补贴工具进行了一系列的改进,解决了出砂斜井膨胀管补贴过程中胀头偏摆和密封悬挂胶皮被刮落的难题。该技术在井斜30°、严重出砂和石子的G308-4井中进行了应用,效果较好。     

套管补贴对接工艺技术及其应用

为有效修复破损段较长的套损井，辽河油田在热采井胀管式套管补贴工具及工艺技术的基础上，研究成功了套管补贴对接工具及工艺技术，补贴长度从原来的单段(8m)扩大到目前的无限长度。该技术在冀东滩海油田G113—7井进行了现场应用。分两段补贴，补贴段总长13．94m，补贴后试压合格。详细介绍了套管补贴对接工具的结构、工艺原理及技术参数并详细叙述了G113—7井套管补贴对接情况。     

挤注封堵管柱在塔河油田水平井的应用

针对水平井生产过程中,因层间窜通、管外窜、边底水锥进等原因造成高含水的问题,在已有成熟的直井段挤注、封堵管柱工艺的基础上,对挤注桥塞、可钻桥塞、坐封工具及管柱工艺进行了改进,研发了以挤注桥塞及防中途坐封桥塞为核心工具的水平井挤注、封堵管柱工艺.2口井的挤注试验和8井次封堵试验表明,水平井挤注、封堵管柱工艺是解决层间窜通、固井质量不好等问题行之有效的手段.该技术为适应水平井井况而特殊设计,减少了管柱施工的时间、成本和风险,可视情况单独或组合使用,可对高含水层及管外窜进行有效挤注、封堵作业.     

液压加固补贴对破漏套管的仿真研究

针对胜利油田长距离套管损坏井连续破漏及管体刺漏等套管失效工况,以∅139.7 mm×7.72 mm的N80套管为例,借助于ABAQUS有限元软件建立了破漏套管经液压加固补贴后的有限元模型,并对套管组合体模型的承载极限进行了定量分析。研究结果表明:破漏套管表面裂缝的存在对套管组合体承受外挤工况的影响较大,而对组合体承受轴向拉力、轴向压力以及内压等工况的影响甚微;当破漏套管最小裂缝宽度小于2.5 mm时,经液压加固补贴后的组合体在轴向拉力、轴向压力、内压以及外挤等4种载荷工况下的承载极限均高于无损套管的承载极限,满足现场工况要求;而当最小裂缝宽度大于6.5 mm时,补贴后的套管组合体承受的极限外挤载荷小于63.4 MPa,抵抗极限外挤的能力有所降低;通过更改补贴管材质,可明显提高补贴组合体在内压及外挤工况下的极限承载能力。研究结果对现场施工作业具有一定的指导作用。     

■241.3 mm井眼等井径膨胀管封堵技术研究与评价

等井径膨胀管可作为临时套管为深部复杂地层构建临时井壁,实现复杂地层无内径损失的机械封堵作业,封堵后仍保持原有井身结构,为深井安全穿越复杂地层提供一种新的技术方案。文章在介绍等井径膨胀管系统的结构设计和技术原理基础上,重点从膨胀管材优选及应力分析、膨胀螺纹结构设计和变径膨胀锥优化设计三方面对系统关键技术进行研究,通过室内性能评价和全过程井下试验,验证了系统的功能和工艺的可行性。现场应用时,井下电视影像显示：等径膨胀后管体及螺纹仍具有良好的完整性和密封性,内径达245 mm,作为临时技术套管封堵地层,满足■241.3 mm钻头安全下入及钻井服役要求,为复杂地层等井径封堵应用奠定了基础。     

套管外补贴工艺实践认识

套管外补贴工艺从井内原套管柱外部进行回接和密封,不损失原套管串的内径,对后续作业不造成影响;同时不同尺寸和压力等级的补贴器,可以满足不同井身结构、不同钻井平台的需要。文章通过对套管外补贴工艺与特点的介绍及对套管外补贴工艺实施步骤的阐述,提供了今后类似套管复杂情况处理的借鉴和参考。通过对南海西部两个应用实例的介绍,表明套管外补贴工艺能够有效的解决套管下不到位或井口故障等问题。     

渤海绥中36-1油田生产套管修复技术

在绥中 36 1油田 Ⅱ 期开发工程丛式井组钻井、完井作业中 ,E9井和E15井的 2 4 4 5mm生产套管被钻头磨破 ,经分析研究选用在 2 4 4 5mm套管内下入 177 8mm套管进行补贴固井的方法 ,使 2口井得以修复。采用的套管修复技术具有 6个特点 :工艺简单 ,可操作性强 ;作业全部采用现有的套管系列 ;部分采用自制井下固井工具 ;补贴修复过程中对已完井的储层实施了充分的保护 ;套管修复后不影响今后起下生产管柱及电泵作业 ;用修井机即可完成这类套管的修复作业 ,节省了钻机作业费用。此次套管修复技术的成功使用 ,为在丛式井组生产平台上处理套管磨损、磨破问题积累了经验 ,并为处理类似问题提供了范例。     

一种能有效防止水泥浆回流的新型套管胶塞

为了进一步降低尾管固井后水泥浆回流到套管内的风险,研究了目前国内外主流尾管悬挂器的防回流结构,分析该类工具结构存在的缺点,进而开发设计了一种新型结构的套管胶塞——半空心套管胶塞,并对其与悬挂器的配合使用进行了现场试验。结果表明:(1)尾管悬挂器防回流结构的缺点是钻杆胶塞的锁定机构在到达套管胶塞与之重合和锁定前已被损坏;(2)新型胶塞的内孔设计为弯折孔,上半部分为空心圆孔,下半部为实心圆柱;(3)固井施工时,钻杆胶塞到达悬挂器位置后进入新型胶塞内,在孔弯折处被阻挡,不能继续下行,与套管胶塞成为一体;(4)在钻井液推动下剪断剪钉继续下行,经套管串达到碰压座位置,新型胶塞下部实心圆柱体挤入碰压座内孔,只需要套管胶塞上的密封件和锁止机构一起作用即可防止水泥浆回流,而不再需要钻杆胶塞;(5)现场试验应用表明,试验井的实钻水泥塞面平均比设计高出24 m,较对比井高出设计位置59 m减少了一半。结论认为,新型胶塞与悬挂器匹配良好,对施工过程没有负面影响,固井后水泥塞面控制效果良好。     

Φ178mm套管井机械丢手堵水技术

介绍了用于 １７８ｍｍ套管井的机械丢手堵水管柱及组成管柱配套工具的结构和工作原理，并简要地介绍了该项技术的试验效果。该项技术具有密封性能好，封堵寿命长，解封性能可靠等特点，基本满足了 １７８ｍｍ套管井封堵任意层的生产需要。