多层酸化工艺研究及应用

酸化是油井增产、水井增注的主要措施之一,现有的酸化工艺存在耐压耐温低、分层酸化层段少、不易反洗井等问题。通过对酸化封隔器结构、胶筒密封件结构、胶筒胶料的配方和多层开关的研究,使该酸化工艺基本满足了中、低渗透层酸化压力高、酸化层段多的需要,现场施工最高压力达40MPa,酸化层段达3层,施工后能够顺利反洗井,提高东部老区中、低渗透层段的开发效果。     

多层酸化工艺研究及应用

酸化是油井增产、水井增注的主要措施之一，现有的酸化工艺存在耐压耐温低、分层酸化层段少、不易反洗井等问题。通过对酸化封隔器结构、胶筒密封件结构、胶筒胶料的配方和多层开关的研究，使该酸化工艺基本满足了中、低渗透层酸化压力高、酸化层段多的需要。现场施工最高压力达40MPa，酸化层段达3层，施工后能够顺利反洗井，提高东部老区中、低渗透层段的开发效果。     

CYY344系列高压酸化压裂封隔器

为满足四川油气田高温高压高含硫高腐蚀深井、超深井压裂酸化的需要,在川773和753型等旧型封隔器的基础上,研制成功了CYY344系列高压酸化压裂封隔器。这种封隔器采用液压坐封,泄压自动解封;胶筒密封间隙大,适用套管范围广,因采用专门研制的高性能胶料制成,可满足反复多次坐封和解封的需要;选用尺寸大于胶筒的钢体,下井过程中能有效地保护胶筒;配有专用水力锚和节流启动器作为锚定和辅助坐封机构。封隔器投入使用以来,已有200井次用于单层压裂酸化、卡层酸化和找串漏层段修井作业,施工成功率为98%～100%。为确保施工的成功,封隔器下井前必须刮管和通井。     

注水井卡封洗井一体化工艺管柱应用分析

针对注水井卡封工艺存在反洗井时卡封失效的问题,研究了卡封射孔层、长井段和漏点3种卡封洗井一体化工艺管柱。对卡封射孔层工艺,采用Y111型封隔器与Y211型封隔器配套卡封射孔层上下点,用内径76mm油管连接2个封隔器,油管中设计有内径48mm小管,形成注水入井通道和反洗井夹层环空通道,实现非注水射孔层的卡封、注水和反洗井一体化工艺管柱。对长井段卡封工艺,采用Y445型封隔器与带转向和密封功能的YQ211型封隔器配套卡封上下点,用内径76mm油管与其中的小管形成注水入井与反洗井通道。对卡封漏点工艺,采用Y211型封隔器改制成YQF211型封隔器,把3个胶筒改为2个,并且放大2个胶筒之间距离,把循环通道做为反洗井通道,改制的YQF211型封隔器坐封后2个胶筒在漏点上下实现漏点卡封。3种卡封洗井一体化管柱在现场进行了41井次应用,反洗井过程避免了与卡封层段的影响,实现了高效安全注水与反洗井。     

高温高压注入封隔器的研制及在河南油田的应用

针对河南油田现场应用的注入封隔器存在反洗井阀洗井打不开、开了关不上、腐蚀或磨损导致关闭不严和不耐高温高压等问题,采用反洗井阀结构优化设计、材质优选、特殊热处理等技术提高了其耐磨损和耐腐蚀能力;在胶筒密封件方面,采用优选主料,并优化配置辅料,根据不同井温和压力来调整胶筒邵氏硬度的大小,研制出高温高压注入封隔器,并进行了现场应用。从9口井的应用情况看,工艺成功率100%,取得了较好的应用效果,为高温高压压裂井、酸化井和注水井的应用提供了技术支撑。     

高压主分层酸化管柱的研制和应用

针对宝浪油田油层非均质严重,不同油层启动压力相差很大的特点,研制了两种分层酸化管柱,一种为单层酸化工艺管柱;另一种为一次酸化施工先后对两层轮换酸化的管柱。高压酸化封隔器采用水力压缩式胶筒,胶筒设计有肩部保护机构,承压能力达80MPa,同时还设计有反洗通道,增加了管柱的安全性。高压水力锚利用酸化施工压力使锚牙张开锚定管柱,施工结束时依靠板簧弹力使锚牙收回,锚定、收回可靠。7井次的现场应用表明,最高施工压力78MPa,工艺成功率100%,累计增产原油2830t,增注水2.75×10     

可洗井酸化封隔器的研制

酸化是油井增产、水井增注的主要措施之一,目前所用的酸化封隔器在施工后反洗井比较困难,残酸不易排除,直接影响酸化效果。为此,研制了可洗井酸化封隔器,设计有独特的洗井开关结构,酸化后反洗井时洗井开关打开,形成反洗通道,从根本上解决了酸化后的反洗井问题。到2 0 0 3年底为止,共现场应用32口井,工艺成功率10 0 % ,有效率10 0 %。累计增产原油3198t、增注19.86×10 4m3 ,取得了较好的应用效果     

K344-108型小直径封隔器的改进与应用

为满足水平井多段分层压裂的有效封隔及特殊井作业的需要,降低卡钻风险,研制了K344-108型小直径封隔器。通过对该封隔器的胶筒结构、安装方式及胶筒座肩部等进行改进,封隔器中心管承压能力可以达到70MPa,套管上、下密封压差达到65MPa。2009年,将K344-108型小直径封隔器与水力喷射压裂组合管柱在长庆油田现场应用12口井,实现了1趟管柱拖动多段压裂,各层段间施工压力差异明显,封隔可靠,施工后起出封隔器形状基本完好,满足了现场施工要求。     

YK344—115多层酸化封隔器的研制与应用

针对目前酸化封隔器存在耐压低、耐温低等问题 ,通过优化设计坐封机构、解封机构、防阻机构、反洗通道机构、密封件机构及密封件胶料的配方 ,研制出了YK344— 115多层酸化封隔器。阐述了多层井酸化封隔器的设计思路、工作原理、结构特点及现场应用情况。从 2 0 0 2年 6月到 2 0 0 3年底 ,多层聚合物井解堵和多层水井酸化共应用 32口井 ,其中酸化层数最多达到 4层 ,工艺成功率 10 0 % ,有效率 10 0 %。累计增产原油 3198t,增注 19 86万m3,取得了较好的经济效益。     

177.8 mm套管井分层酸化工艺技术

针对目前177．8 mm(7英寸)套管井分层酸化存在的封隔器耐压低、酸化后封隔器无法洗井问题,开展了177．8 mm(7英寸)套管井分层酸化工艺技术的研究。改进封隔器皮碗胶料配方及骨架后,提高了封隔器的耐压性能;改进封隔器中心管结构并与细分开关配合使用,采用2次投球,使分层酸化层段可达到3层;通过对酸化封隔器设计特殊的洗井开关结构,可实现酸化施工后可靠洗井。介绍了177．8 mm(7英寸)套管井分层酸化技术的工作原理、技术组成及工艺过程、技术特点及主要技术指标,该技术自2005-01投入使用,截止到2005-12,在采油一厂、采油二厂现场应用10口井,工艺成功率100%,有效率100%,累计增产原油1500t,增注181463 m~3,净增效益￥150．47万元。现场应用表明,该技术能够满足177．8 mm(7英寸)套管井分层酸化的需要,增油效果显著。     

大斜度井可洗井注水封隔器的研制与应用

针对常规封隔器在大斜度井上应用存在密封效果差及反洗井后活塞关闭不严等问题,研制了大斜度井Y341可洗井高效注水封隔器。该封隔器胶筒肩部设计了防突机构,可限制胶筒朝油套环空"突出"或"流动";反洗关闭胶座采用钢丝簧和橡胶硫化结构,具有反洗井单向打开功能。室内和现场试验表明,该封隔器密封和反洗井性能可靠,达到设计要求,可满足密封压差30 MPa、井斜小于40°的分层注水要求,最长密封有效期超过700 d。该高效注水封隔器为大斜度井和深井精细分层注水提供了技术支撑。     

高压分层注入封隔器的研制与应用

为了解决双河油田分层注水、酸化封隔器工艺成功率较低的问题,研制了高压分层注入封隔器。该封隔器采用双活塞低压力坐封机构、洗井阀控制销钉,实现先坐封、后关闭洗井阀,提高了封隔器坐封的可靠性;采用双层紫铜碗胶筒肩部保护结构,同时与胶筒生产厂家联合攻关,优选胶筒配方,提高了胶筒耐温耐压性能。室内试验和现场应用结果表明,高压分层注入封隔器在额定坐封压力下,能可靠坐封,从现场应用12口井情况看,注水封隔器有效期达到两年以上,满足酸化、压裂施工现场需求,工艺成功率100%,取得了较好的应用效果,为高压分层注水、分层酸化、分层压裂井的应用提供了技术支撑。     

密闭扩张式封隔器的研制及应用

针对扩张式封隔器在应用中存在压力波动及停注时自动解封,易造成各层之间窜通的问题,研制了K344(1)-112密闭扩张式封隔器。该封隔器在注水压力波动及关井停注时依然保持密封状态,解决了层间窜通问题。设计了2种解封方法:一是反洗井解封法,二是上提管柱解封法,方便实用。注水时封隔件轴向压缩,有效缓解胶筒端部应力集中,提高密封效果,延长封隔器使用寿命。该封隔器在胜利油田的53口分层注水井中进行试验应用,施工成功率100%。封隔器封隔可靠,可防止层间窜通。2种解封方式解封可靠,能满足反洗井和起管柱作业的要求。     

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。     

大庆外围油田斜直井分层压裂工艺研究与应用

常规斜直井压裂管柱在现场施工中出现一些问题,诸如封隔器承压指标低、井下工具滑脱、导压喷砂封隔器及安全接内壁磨蚀严重等。通过研究,改进了封隔器胶筒,研制出了新型反洗井封隔器、导压喷砂封隔器和安全接头。改进后工具现场实际应用效果良好,为大庆外围油田增储上产提供了技术支撑。     

水平井分段压裂裸眼封隔器的研究与应用

为了能更有效地利用水平井裸眼完井压裂技术开发苏里格低渗透气田,自主研发了水平井分段压裂配套工具。裸眼封隔器是其重要组成部分,其性能直接影响压裂施工的效果。针对现场实际情况,设计了开启阀式裸眼封隔器,封隔器开启压力可根据施工井情况进行调节,有效防止了下井过程中封隔器提前打开坐封。密封胶筒采用单流阀设计,可以保证胶筒充分膨胀,加强密封效果。该封隔器采用扩张式胶筒结构,配合悬挂器、投球滑套、压差滑套、坐封球座等工具在苏里格地区进行了4口水平井的成功应用,证明能满足水平井分段压裂工艺管柱要求,为水平井裸眼完井分段压裂能顺利进行提供了技术保障。     

楔入式钢骨架胶筒封隔器研制与应用

为了适应油田多级精细注水的需要,研制了楔入式钢骨架胶筒封隔器。该封隔器胶筒内部采用钢骨架结构,外部挂胶,坐封时利用锥形刚体插头楔入钢骨架胶筒中,撑开胶筒贴在套管壁上进行密封。解封时油套环空高压液体推动插头和外筒接头,使插头退出胶筒,也可在作业时上提管柱逐级解封。该封隔器具有注水坐封、反洗井解封、大排量洗井、重复坐解封等特点。该封隔器现场应用4口井,应用效果好,是一种现场操作可靠,且能够满足多级精细注水需求的井下封堵工具。     

Y341—115多用途封隔器的研制

为了解决目前封隔器品种繁多、用途单一，给加工、组装、检验、使用、管理带来不便等问题，研制了一种可以用于注水、卡堵水、酸化、压裂的Y341－115多用途封隔器。它采用双活塞低压坐封，直接上提管柱解封，可根据需要进行反洗井，耐高温高压。并经室内试验和现场试验表明该封隔器坐封、密封、解封可靠，施工成功率达100％，是一种性能优良的封隔器。     

扩张式封隔器胶筒力学性能分析

为了适应海上油田大排量反洗井的要求,开发了液控扩张式封隔器可洗井分注技术。对扩张式封隔器胶筒材料进行了力学性能测试,并系统地进行了封隔器胶筒结构有限元分析技术的研究。研究结果表明,封隔器胶筒橡胶的应力-应变呈非线性关系,随着温度的升高,橡胶材料强度会变弱,在温度为65℃时橡胶材料强度达到最低,继续升高温度,橡胶材料强度又会增加;当封隔器处于内压20.0 MPa工作状态时,上、下胶筒座的应力水平最高,最大Mises应力为413.2 MPa;在胶筒中,外层胶筒两端应力水平最高,可达46.4 MPa,胶筒两侧应变能密度最大;封隔器处于工作状态时,其肩部变形最大,伴随着压力的增加,变形的趋势减缓,应变能密度与工作压力基本呈直线关系。所得结果可为扩张式封隔器的结构设计提供理论依据。     

分层酸化及射流排酸管柱的研究

针对以往使用的酸化管柱存在分层不彻底、反洗井排酸对低压层产生污染等问题,开展了分层酸化及射流返排残酸管柱技术研究,设计了由射流排酸装置、封隔器、开关、锚定工具、球座等组成的管柱,满足了替酸、酸化及排酸要求。现场应用16口井证明,管柱工艺成功率100%,实现了多层系开发井的彻底分层、射流返排残酸,减少了酸化层的二次污染及保护了非酸层,达到油井增产、水井增注的目的。