大斜度井分注管柱长效密封与安全起下技术

为了满足冀东油田大斜度井长期细分注水工艺需求,调研了常规分注管柱在大斜度井中服役存在的问题:下管时锚定器易提前解卡、封隔器封隔有效期短以及起管时易解封失败等。鉴于此,研制了4种配套井下工具和1种分注管柱,包括防提前解卡的锁块式锚定器、保护封隔器胶筒的螺旋扶正器、提高密性能的长效密封封隔器和使分注管柱逐级解封、遇卡丢手的解封连通丢手接头以及大斜度井分注工艺管柱。现场应用结果表明:该技术下管作业成功率100%,封隔器的密封时效大于24个月;起管时管柱能够实现逐级解封、遇卡丢手,小修可完成起管。长效密封与安全起下技术适用于冀东油田大斜度井长期多级分注工艺。     

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。     

多段分层注水井逐级解封封隔器研制与应用

常用压缩式封隔器的技术结构普遍是坐封时用解封销钉来锁住整个坐封机构,保持胶筒压缩,解封时通过剪断这个销钉实现胶筒的释放。如果解封销钉小一些,注水过程中外压升高时,销钉常常会自动剪断使封隔器解封;如果加大销钉,每一级封隔器解封力增大,导致管柱上提力逐渐增加,致使解封困难。针对这个问题,通过改变封隔器的技术结构,使坐封机构和解封机构脱离,研究设计了能实现逐级解封的注水井可洗井封隔器,从而改变了常规水井封隔器管柱上提整体管柱、封隔器胶筒同时摩擦套管壁的概念,每级封隔器单独承受上提管柱的解封力,从最上一级封隔器开始依次解封。现场应用表明,逐级解封封隔器实现了管柱在封隔器逐级解封的情况下小载荷起出,从而有效地解决了管柱无法顺利起出的问题,为多层段细分注水提供了技术保障。     

逐级解封防沉砂分采管柱的研究和应用

针对冀东油田分层采油管柱由于结垢和出砂等导致管柱起出困难等问题,研究了逐级解封防沉砂分采管柱。该管柱主要由挡砂丢手、JDY441高温高压卡水封隔器、JDY341高温高压封隔器、分采开关器和逐级解封装置等组成,利用卡水封隔器进行分段开采,挡砂丢手接头阻隔砂垢沉积在封隔器卡瓦上部,逐级解封装置可实现逐级解封和打捞,减小了打捞载荷。现场5口井的应用结果表明:逐级解封防沉砂分采管柱下入顺利,封隔器坐封和丢手均一次性成功,最大下入井深3 868 m。该分采管柱换层生产效果明显,封隔器密封效果良好,具有广阔的推广应用前景。     

多级分注井封隔器研制与应用

针对常规多级分注时封隔器解封起钻拉力大、作业风险高、洗井困难等问题,研制了一种多级分注封隔器。该封隔器具有坐封压力低、油套环空加压解封、解封状态下洗井以及可重复坐封等优点,有效地解决了多级分注技术难题。2011年在长庆油田现场应用5口井,最大分注级数4级,最大井深2 551m,封隔器验封合格率100%,解封洗井作业顺利,封隔器可重复液压坐封,为多级分注提供了有效的工艺技术支撑。     

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。     

出砂井分注管柱研究及应用

地层砂易造成分注管柱洗井通道堵塞,影响正常洗井作业和测试调配,甚至导致管柱冲检失败,造成大修;地层出砂后套管外地应力平衡状态被破坏,增加了套管变形几率。提出了Y341型+K344型封隔器组合小直径分注管柱,增大了管柱洗井通道,管柱不易沉砂,成倍降低了管柱的解封载荷,安全性和可靠性大幅提高;且适应一般及微变形井的分注,扩大了管柱的适用范围,延长了有效期。研制了2种105mm小直径分注工具,承压能力达到35MPa,满足一般及轻微套变井高压分注需求,现场应用取得良好效果。     

提高大斜度水井分注有效率工艺实验

中原油田采油六厂注水井具有造斜点高、斜度大和分注井段斜度大且长的特点,在大斜度水井分注中,应用Y241—114+Y111—114组合式封隔器,配套水力锚、油管补偿器等工具,能够解决大斜度井分层注水中管柱伸缩蠕动、提前解封失效等一系列问题,从而提高卡封分注成功率.通过井斜对卡封管柱长度的影响和对坐封效果的影响的分析,以及允许通过井下设备的最大长度的理论计算,进行了大斜度水井卡封分注工艺技术完善.为延长分注有效期进行降压增注,现场施工时下酸化分注一体管柱,封隔器校深坐封后,按酸化施工设计实施酸化工艺,酸化后若封隔器有效则直接注水,以降低分注后注水压力,延长分注有效期.     

大斜度井封隔器解封力数值模拟方法研究

为了准确预测大斜度井封隔器解封时的载荷参数,首先进行了装有测力短节的大斜度井管柱解封过程载荷测试,得到了解封过程中钩载及锚定器处轴力的变化规律,然后通过有限元仿真软件,采用测试井管柱及加载参数,建立了大斜度井全井修井管柱数值仿真模型,对该井在解封过程中上提力与锚定器所受载荷的变化情况进行了分析。测试结果与仿真结果对比表明,在解封过程中,当锚定器受力较小时,大钩载荷较直井偏小,但当锚定器所受载荷较大时,大钩载荷较直井偏大。研究内容为解决大斜度井措施管柱力学问题提供了一种新思路。     

超深裸眼注水封隔器的研制与应用

针对塔河油田碳酸盐岩油藏实施分段注水存在的问题,以及常规裸眼封隔器在超深裸眼分段注水工艺中存在的不足,在裸眼封隔器工作方式优选的基础上,选择K341裸眼注水封隔器方案。介绍了K341裸眼封隔器的结构和工作原理,对封隔器的胶筒、坐封机构、胶筒密闭/锁紧机构、解封机构和平衡机构等进行了结构设计,优化了K341裸眼封隔器的结构。同时为防止套管腐蚀,在分注管柱结构中增加了1级套管封隔器,并在管柱中加安全接头。2口裸眼分层注水井现场试验都取得成功,验证了超深分注管柱与裸眼封隔器的可靠性和安全性。     

φ62mm侧钻小井眼水平井分段挤堵管柱研究

冀东油田部分井是在φ139.7 mm老井眼开窗侧钻后采用φ73 mm油管完井,水窜后需要采用挤堵剂分段封堵,为此研究了一套超小直径分段挤堵管柱及配套工具,解决了挤堵管柱在φ62 mm超小井眼内顺利下入,高压挤堵剂挤堵后顺利解封起出等关键技术问题。介绍了该工艺管柱及其配套工具的结构、工作原理和主要技术参数。冀东油田G104-5CP26井的现场试验表明,该管柱及其配套工具满足了φ62 mm小井眼侧钻水平井分段挤堵施工要求,安全可靠。     

渤海油田液压控制智能分注优化关键技术

针对渤海油田常规液压控制智能分层注水技术调配精度低、分注层数少、不能满足小眼井应用需求和无法实时监测井下注水情况等问题,开展了数字解码器研制、井下流量控制阀调节级数优化、配套大排量涡街流量计和分层调配方案设计等技术研究,形成了渤海油田液压控制智能分注优化关键技术.优化后,最大分注层数达到6层,不同规格流量控制阀的调节级...     

稠油注汽管柱配套工具及系列化研究

辽河油区经过一年的稠油注汽管柱配套工具及系列化研究,先后改进并研制出了四种型号的金属密封封隔器;两种规格的高强度伸缩管和高效隔热套;并完善了汽驱封隔器的座封和解封机构,使注汽管柱及配套工具结构更趋于合理,适应性更强。针对不同注汽井情况,可选择不同类型的注汽管柱和相应的井下工具,实现了技术配套及系列化。     

井下机械定位器的研制与应用

校正井下管柱深度及封隔器卡封位置常用测磁定位曲线来实现,但该方法工艺复杂、工作量大、生产时间长、成本高。鉴于此,研制了井下机械定位器。该定位器采用机械原理触摸井下短套管接箍的方法来确定井下管柱深度及封隔器位置,现场工作人员就可及时准确定位,可降低生产成本,提高作业效率。现场试验19口井,成功率100%,单井节约磁定位成本6000元以上,减少作业时间6h以上,取得了很好的经济效益。     

KZF-96控制洗井防砂阀的研制与应用

为提高分注管柱有效期,解决注水井出砂影响有效分注的问题,研制了KZF-96控制洗井防砂阀。该阀结构合理,操作简单,具有防砂、反洗井功能,洗井通道大,满足正常管理要求;解决了砂埋控制活塞的问题,提高了投捞成功率,延长了管柱有效期,并能延长注水井的注水有效期。该阀在河南油田现场试验5井次,管柱顺利下到位,密封良好,工艺一次成功率100%;投捞洗井10井次,成功率100%,平均有效期达到14月,具有较强的实用性和良好的推广应用前景。     

DXY441-114型防蠕动封隔器的研制与试验

针对扩张式和压缩式封隔器存在的抗蠕动性差和胶筒材料老化导致密封性变差等问题,研制了DXY441-114型防蠕动封隔器。该封隔器主要由坐封机构、密封机构、洗井机构、锁紧机构和解封机构等部分组成,具有密封性好、承压能力强的特点,能满足复杂断块分层注水的要求。室内试验和现场试验表明,该封隔器能够很好地实现坐封、密封、洗井和解封功能,在胜利油田东辛采油厂12口井坐封成功率100%,平均有效期已达9月,最长的有效期达15月。     

波码通信分层注水技术研究及现场应用

常规分注井无法连续监测数据,需人工定期测调确保分注合格率。随着技术进步,国内油田逐步向数字式分注发展。长庆油田以超低渗透储层为主,层间非均质强,小层注水量小,通过持续攻关,创新提出了波码通信分层注水技术,攻克了小水量测试调配及远程无线通信与控制难题,形成了适合长庆油田的带压作业模式。该技术通过压力流量波码实现地面与井下数据无线远程传输,配水器实现井下分层流量自动测调与数据录取,现场应用1200余口井,地面与井下无线数据传输距离达到2800m,分层注水合格率长期保持90%以上,最长有效期近4年,单井年节约测试费用5万元,解决了常规分注技术面临的技术瓶颈,人员劳动强度大幅降低,提升了油田注水精细化水平。     

NMY341-114型封隔器的研制与试验

油田开发中后期,油水井井筒状况恶化,油井堵水和水井分注需要可靠性更高、寿命更长的封隔器,为此,研制了NMY341-114型封隔器。该封隔器采用最简化设计,只有15个刚体零件,结构简化也提高了可靠性,坐封动作简单合理;将胶筒压缩后的坐封回弹距离降低到最低程度,特别是解锁环设计使得封隔器解封动作可靠,且具备二次坐封能力;平衡活塞的过平衡设计有效消减了管柱蠕动带来的解封风险,偏高的坐封力提高了恶劣井况下胶筒的密封能力,同时肩部保护器延长了胶筒在大坐封力下的密封寿命。室内和现场试验结果表明,NMY341-114型封隔器具有性价比高,抗管柱蠕动能力强,密封有效期长,适用范围广等特点。     

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。     

防返吐保压候凝挤堵封井管柱

对于套损、套窜严重的井,采用目前油田使用的光油管挤注管柱和部分油田使用的单封保护上层挤堵下层管柱,已无法控制堵剂的去向,若候凝时间掌握不好,在起钻时可能出现堵剂返吐,挤堵效果差,同时可能会污染保护层。为此,研制了一种防返吐保压候凝挤堵封井管柱。该管柱由可钻插管封隔器和井下机械开关组成,能实现封隔器下入、坐封、丢手以及堵剂挤入一趟管柱完成,满足地层高压挤堵剂和带压起钻不返吐的施工要求。现场试验表明,该管柱能够用于油水井下部层段堵水堵漏主层上返归位、封堵地层侧钻更新套管、报废井眼填充封井等措施施工中,满足高压挤堵封窜和带压起钻不返吐的施工要求,为老油田挤堵封井工艺提供了技术支持。