过球式水力喷射器研制及在低渗透油田应用

为提高水力喷射拖动压裂工艺的施工效率,研制了过球式水力喷射器。该喷射器采用弹性球座机构,解决了密封、耐磨、强度等问题,能够可靠控制喷射器滑套开启,并具有过球功能,实现了一球开启多滑套的目标。由过球式喷射器与滑套封隔器组成的多级水力喷射管柱,与拖动分段压裂工艺相结合,在长庆油田应用20余井,最高一趟管柱完成10段分段压裂施工,是单级水力喷射拖动压裂管柱施工段数的2~3倍,有效提高了油田水力喷射压裂施工效率。     

新型分层采油管柱与工具的研制

为了满足油田高含水期分层堵水采油的要求 ,研制了新型分层采油管柱与工具。新型分层采油管柱由上部的泵抽油管柱和下部的堵水管柱两部分组成 ,研制的井下工具有定深装置、滑套开关器和电动开关控制仪。电动开关控制仪由油套环空下到设计深度 ,依靠定深装置 ,通过接箍定位器将仪器精确定位在滑套开关器内 ,由地面控制电源给电动开关控制器供电 ,撑开对接爪 ,上提电缆 ,完成滑套开关控制器的打开和关闭动作 ,实现相应层段的生产和封堵。江汉油田清河采油厂 3井次的现场试验表明 ,这种管柱和工艺的现场施工成功率达 10 0 % ,可实现任意层段的找堵水和分层采油     

机械式滑套开关多级找堵水技术研究与应用

针对常规插管式多级找堵水管柱不能实现Ⅰ、Ⅲ层合采的问题,以及在封上采下时不能进行反洗和监测动液面影响了部分井生产资料录取的难题,研发了机械式滑套开关多级找堵水技术。该技术工艺管柱主要由Y441-114封隔器、滑套、开关工具、丢手接头及泄压球座等配套工具组成,通过下放或上提管柱使开关工具打开或关闭对应油层的滑套,实现多层之间分层开采或合采。现场12井次的应用结果表明,该工艺开关控制灵活,地面显示明显,调层成功率100%。机械式滑套开关多级找堵水技术为中浅油藏找堵水一体化工艺提供了新的技术支持。     

抽油机井可环空测试井筒防喷技术

为了解决抽油机井检泵作业过程中井液喷出污染环境的问题,满足生产时不动管柱过环空测试的需求,开展了可环空测试井筒防喷技术研究。通过研制Y445封隔器、阀芯式井下开关等核心工具,与抽油泵、捅杆形成防喷工艺管柱。生产时,阀芯式井下开关开启,最小内通径?36 mm,为测试仪器起下提供了中心通道;检泵作业时,下放泵抽管柱时关闭阀芯式井下开关以实现井筒防喷。利用有限元模拟分析了0~25 MPa不同套压下工艺管柱的密封性能和锚定性能,最高防喷压力28.4 MPa,防上顶力不小于422 kN。室内实验结果表明,工艺管柱在25 MPa套压下安全可靠。该技术在大庆油田现场试验了5口井,二次检泵作业2口井,施工全程井口无溢流,过环空产出剖面测试仪器通过顺畅、无卡阻,实现了抽油机井不压井检泵作业和不动管柱过环空测试。     

可反复开关投球滑套的研制

为满足一趟管柱分层试油联作及选择性投产作业工艺中的技术需求,研制了一种新型可反复开关投球滑套。介绍了可反复开关投球滑套的结构组成、工作原理以及主要技术参数,分析计算了投球滑套工具的关键元件,并对试验滑套进行高温环境下室内性能评价试验。试验结果表明,研制的可反复开关投球滑套在120℃高温环境下满足70 MPa密封承压性能,环空带压情况下可反复开关动作五次以上,为该滑套工具投入现场应用提供技术依据。     

不动管柱液控循环换层开关的研制

针对胜利油田中后期开发中油层含水大幅上升、层间矛盾加剧和作业成本居高不下等问题, 开发了不动管柱换层开采工艺, 不动管柱液控循环换层开关是该技术的关键所在。介绍了该井下开关的结构原理、技术特点及现场应用情况。该工具与封隔器等工具组合, 可任意控制各油层的生产或关闭。不动管柱液控循环换层开关的应用提高了换层采油效率, 简化了分层找水和采油措施。改进后的换层开关在现场共施工 21井次, 只有 1井次因砂埋管柱使换层作业失败, 施工成功率 95 3%, 比改进前提高 15 3%。     

新型压裂滑套水力喷射器的研制及应用

压裂滑套水力喷射器是实现不动管柱水力喷射分段压裂的关键工具。为解决油气田现场使用的压裂滑套水力喷射器存在滑套开启压力不稳定、显示不明显、无锁紧机构及喷嘴不能反洗等难题,研制了新型压裂滑套水力喷射器。该压裂滑套水力喷射器具有以下结构特点:①采用剪钉内置的方式,剪切压力稳定,滑套开启压力显示明显; ②采用开口环式锁紧结构,可实现滑套打开后逆向锁紧; ③喷嘴组件采用分体式焊接结构,解决了压裂反洗时喷嘴脱落问题。现场应用结果表明,该滑套水力喷射器结构合理,操作简单,可满足多段压裂施工的要求。     

海上油田精细分段压裂工艺及关键工具

投球滑套分段压裂工艺需多次投球,施工层位一般不超过7层,且滑套无法关闭; 泵送桥塞压裂工艺需多次下入桥塞,并进行钻铣。为进行精细分段压裂,研究了不动管柱水力喷射分段压裂工艺和可开关固井滑套无限级分段压裂工艺。前者通过水力封隔实现12段的精细分段压裂,后者压裂段数不受限制,且可关闭相应层位的固井滑套,控制产液的采出,实现油藏的精细分段和井筒的全通径。两种工艺分别适用于外径为114.3 mm和139.7 mm的套管,压力等级可达70 MPa,均可进行二次压裂,具有较好应用前景。     

不动管柱水力喷射逐层压裂技术

水力喷射压裂是目前先进的分层、分段压裂工艺之一,但由于该工艺要靠井下作业改变其喷射位置才能实现多层压裂,致使工艺推广受到制约。为此,在水力喷射压裂前期研究成果的基础上,通过对喷嘴个数和直径的优化研究、井下压力节点分析,从油管排量与泵压的关系入手,建立了水力喷射无因次特性曲线,探索了环空井底压力的大小计算方法,解决了环空补液量与排量的关系等设计难题,在国内首次提出了完井不动管柱条件下的水力喷射逐层压裂设计方法。同时,配套研制了适用于178mm(215.9mm裸眼)、139.7mm(152.4mm裸眼)和127mm套管的3种规格一趟管柱作业4层的滑套式喷射器。通过现场4口井共13层的作业,结果证明不动管柱水力喷射逐层压裂技术发展和完善了水力喷射压裂工艺,不但实现了射孔、压裂、生产联作,还为合层开采提供了条件。     

一趟管柱分压3层管柱

该实用新型涉及油田分压3层压裂的管柱，是一种一趟管柱分压3层管柱。目前国内油田一趟管柱分压3层管柱有多种结构，一种结构是用水力扩张式封隔器或水力压差式封隔器或液压式封隔器与节流器、喷砂器和水力锚连接后一趟管柱下入井中，通过投球打压逐级打开喷砂器滑套分压3层，     

无线射频识别滑套关键技术研究

射频识别(RFID)技术具有非接触式信息传递的特点,引入RFID技术能够很好地突破现有滑套工具存在的技术瓶颈,并能大大拓展滑套工具功能。阐述了RFID驱动滑套工具的结构原理及性能特点,分析了基于RFID技术的滑套工具关键技术———井下RFID通信技术、石油井下控制系统和滑套执行单元结构。建议国内研究机构开展井下射频标签、高性能线圈、井下工具控制系统及井下机-电-液一体化微型执行单元的研制,开发基于RFID技术的可往复开关的压裂滑套工具,并拓展其应用范围。     

海上油田液控智能采油工艺研究

海上油田开发以水平井大斜度井居多,开发井层数多,层间矛盾大。针对目前开发方式无法实现对油层进行精细开采的现状,提出了海上油田液控智能采油工艺技术。该工艺利用八挡位井下液压滑套配合液压解码器可以实现多层的精细开采,同时设计的水嘴结构可以实现多层流量精细的调节与大产液量的调节。井下液压解码器利用排列组合的原理,在降低管线数量的同时,实现了井下层位的选择与高压控制液引导,并通过计算管线摩阻,为现场管线的选择提供了理论支撑。试验结果表明:油嘴结构可以实现0~800 m 3/d的精细调节;井下液压滑套换向功能可靠,换向压力稳定在2 MPa左右,可实现0~2800 m 3/d的产量调节。该工艺不受水深和井斜等限制,最多实现了6层井的精细开采,提高了作业效率,可为海上油田精细化开采提供技术保障,同时也可为深水油田的开发提供技术储备。     

层间自动轮换分层周期注水工艺

针对分层周期注水存在的投捞调配工作量大的问题,开展了注水井层间自动轮换分层周期注水工艺研究,研制出了依靠高温电池供电、单片机控制的井下自动循环开关器,下井前设定好每个循环开关器的自动开关程序,使其在井下按照程序自动开启和关闭,实现分层周期注水。根据需要,还可以通过地面特定时间打“低—高—低”的液压编码,控制井下对应的自动循环开关器开启和关闭,临时改变井下注水层。该技术具有自动控制和液压控制双重功能,不用下入传统的投捞调配测试仪器就可以实现分层周期注水,液压编码只有3位,控制简便,可操作性强。现场试验11口井,自动循环开关器工作正常,达到了预期的目的,在智能分层周期注水方面实现了突破。     

海上油田井下液控解码技术

海上油田开发以水平井大斜度井居多,开发井层数多,层间矛盾大,需要对层间生产动态进行实时控制。井下液压分层控制方式具有可靠性高、动作力大的特点,但受管线数量影响,工艺适用层数受限。通过井下解码技术减少了多层控制管线数量,提高液控工艺适用性。研制的井下解码器采用滑阀结构形式,通过不同管线压力序列,实现了层位的识别和压力液的引导,利用3条管线可以实现井下6个层位的控制,满足了分层精细化控制的需求。实验结果表明,在指定的管线接入顺序下,解码器只能在指定的压力序列下打开,保证层间互不干扰。同时对液压油传导时间进行了实验验证,在20 ℃环境下,采用壳牌得力士22号液压油,在3 000 m长,直径6.35 mm液控管线中,5 MPa液压油传导至末端时间约为240 s,为井下液控滑套的控制提供了理论基础。     

组合式滑套分段压裂管柱研究及现场应用

为了实现无限制、大排量体积压裂和复杂层段生产控制的高效改造和开采目标,提出了一种在下部产层稳定层段安放投球滑套、在上部需要生产控制层段安放开关滑套组合应用的分段压裂技术。施工中,依次投球逐级打开并压裂投球滑套段,然后投入隔离球封隔下部已压裂段;再下入连续油管开关工具,根据地层需要有选择性地开关各开关滑套层段,实现个性化压裂。后期开采阶段,如果开关滑套层段出现问题,可再次下入连续油管开关管柱关闭问题段,实现其他层段的正常开采。组合式滑套分段压裂技术在苏75-60-34H 井进行了3 段开关滑套和7 段投球滑套整体10 段现场应用,施工排量达到9.2 m3/min,施工压力达到72 MPa,日产气20×104 m3,施工效果超过预期,为复杂油气藏各段一对一压裂和生产控制提供技术借鉴。     

可开关压裂滑套关键技术研究与应用

针对常规投球多级滑套存在的后续储层改造困难的难题,研制了一种新型分段压裂工具——可开关压裂滑套。相比常规压裂滑套,可开关压裂滑套可在井下进行多次开关。在压裂后期,根据储层改造需要,下入开关工具并对可开关压裂滑套进行开关作业,满足后期储层二次改造作业需求。研制了用于水平井裸眼分段压裂作业的可开关压裂滑套及配套开关工具。开展了工具耐冲蚀技术、反复过孔高压密封技术、滑套锁紧限位技术、开关工具定压节流启动技术、开关显示技术等关键技术研究。通过模拟试验,证明可开关压裂滑套的性能达到设计要求。现场应用20多井次,取得了良好的效果。     

JSZ—18井下双重震源在低渗透油田的应用

JSZ— 18井下双重震源是以高压水流冲击推动滑块滑动和水力振荡产生双重振动的井下大功率振动发生器 ,主要由振动参数控制器、换向器、主轴、转向接头、滑动块和套筒等组成。通过油管向JSZ注入高压大排量流体 ,在这种流体的推动下 ,JSZ的滑块上下滑动 ,产生一定频率和能量的位移振动 ,引起岩层的垂向和水平弹性位移振动 ,起到解堵、造缝和提高地层渗透率的作用。 4 0余口井的现场应用表明 ,综合有效率为 82 % ,投入产出比为 1∶3,用于低渗透油田增产增注效果显著。     

压裂滑套不限级设计方式研究现状与展望

通过对国内外压裂滑套不限级设计方式的调查研究,重点论述了依靠井下开关工具组合、机械结构限位计数以及智能电控系统触发3种方式实现压裂滑套不限级设计的基本原理与研究进展。从利用齿槽结构、键槽结构等特征结构在压裂滑套轴向或周向上的尺寸变化、数量变化以及尺寸和数量组合编码3个方面对压裂滑套的不限级设计方式进行了展望。     

智能完井液控滑套开关压力设计与验证

液控滑套是智能完井系统中的核心工具,通过滑套开、关及开度变化控制不同层段的产液量.如何计算设计开关压力是智能滑套设计中需要解决的重要问题.论文分析了智能滑套开关压力与摩檫力的关系,并分析了影响摩檫力的主要因素,通过计算分析推导了滑套开关压力的计算公式,并计算了自行研制的液控滑套的开关压力.通过多次实验验证,理论计算和测...