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     

分层高压细分酸化工艺管柱

酸化是油井增产、水井增注的主要措施之一,现有的酸化工艺技术存在耐压低、分层酸化层段少、不易反洗井,封隔器卡封段要求一般大于3m（井深2500m）,否则封隔器出现卡点不准等问题。通过对酸化封隔器结构、胶筒密封件结构、胶筒胶料的配方、多层开关及井下定位技术的研究,使该酸化工艺技术基本满足了中、低渗透层段酸化压力高酸层段多的需要,现场施工最高压力达到40MPa,工艺成功率高,酸化层段达三层,施工后能够顺利反洗井．基本满足了东部老区中、低渗透层段多层细分酸化的需要。
     

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。     

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。     

GPZK344-98高膨胀比挤入封隔器的研制与应用

K344系列封隔器坐封压力一般在0.8MPa左右,在下井过程中常发生中途坐封,另外在实施酸化等注入工艺时不能实现正替功能,酸液难以到达地层,为此研制了GPZK344-98封隔器。设计了防中途坐封机构,坐封压力大于10MPa,确保封隔器下入井内设计位置,同时实现了酸化时的正替功能,提高了措施成功率。现场应用11口井,工艺成功率100%,为套变井、大斜度井的分层酸化提供了技术支撑。     

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。     

K344B—95新型套变井封隔器的研制与应用

为了适应套损井及复杂结构井现场酸化的需要,优化设计了K344B—95型封隔器。这种封隔器的内通径大,与开关相组配,可实现多级酸化;耐温耐压高,且设计有防中途坐封机构。8井次的现场应用表明,该工具消除了中途坐封现象,可实现正替工艺,工艺成功率100%,有效率100%,并取得了较好的经济效益和社会效益,为套变井分层酸化提供了技术支撑。     

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。     

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。     

复合射孔过程中上部封挡作用机理分析

对复合射孔过程中上部封挡的压裂火药燃烧特性及其影响因素进行了研究,按照封挡距离位置的不同,把上部封挡分为近作用层位封挡和远离作用层位封挡,根据各自的封挡特点建立了其最大承受压力的计算模型,最后通过1个计算实例对复合射孔过程中的上部封挡进行了进一步的分析.结果表明,近作用层位封挡,较适合压裂火药较少的情况,当压裂火药较多的情况下应采用远离作用层位封挡,并应注意采用合理的封挡位置,以保证井下作用层位设计压裂效果的顺利实现.     

自锁式封隔管柱的设计与应用

Y221封隔器广泛地应用在隔抽管柱上,但常规Y221封隔器坐封后,在压重作用下,封隔器以上的油管、泵筒会在轴向上弯曲变形,加剧管杆偏磨,增加抽油机负荷,针对此现象,研制了一种自锁式Y221封隔器。阐述了该种封隔器的工作原理,并且针对封隔器胶筒的合理压重,对封隔器卡瓦的锚定力进行了校验,对解封负荷进行了计算。此外,还设计了配套的自锁式Y221封隔器的坐封工具,使得卸载压重后,封隔器既不解封,油管挂还能顺利坐入井口,实现管柱的入井回接。由于在封隔器内部增加了自锁机构及双级解封机构,封隔器坐封后,当释放掉压重时,封隔器依然能够保持坐封状态,封隔器上部管柱处于自由状态,从而减少了抽油杆的上下行摩阻及抽油机负荷。但该管柱在自锁方面有其局限性,即虽然可多次坐封,但只能第1次坐封后可以自锁,再次坐封后不能自锁。     

含疏砂槽结构的裸眼封隔器减阻效果实验

在裸眼水平井分段压裂过程中,裸眼封隔器下入裸眼水平井段时会与岩屑床接触,一方面下入的摩擦阻力逐渐增大,另一方面堆积在封隔器前方的岩屑容易引起砂卡且封隔器胶筒被岩屑磨损,有可能造成坐封性能下降甚至封隔失效。为此,设计并制作模拟实验装置,研究岩屑床对封隔器下入裸眼水平井段过程的影响,再根据实验现象对原有封隔器结构进行设计改进,设计了应用于裸眼封隔器的疏砂槽结构。实验结果表明:①在裸眼封隔器下入过程中,封隔器会被砂堆支撑起来,使其与上井壁接触,造成摩阻力的急剧增大进而发生砂卡,且封隔器所受摩擦阻力随下入位移和岩屑含量的增加而增大;②添加疏砂槽结构后,岩屑从疏砂槽流过,减少封隔器前端的岩屑堆积,减小封隔器通过井眼的摩擦阻力,从而减轻胶筒磨损;③改进封隔器模型的疏砂槽个数对疏砂减阻效果影响显著,该实验条件下疏砂槽个数为5时,疏砂效果为最好。结论认为,该研究成果为裸眼封隔器相关结构进一步优化提供了研究思路和室内实验依据。     

MHR封隔器分段压裂技术及在大港油田的应用

MHR封隔器为液压坐封永久式封隔器,为双向卡瓦、三胶筒设计,结构合理简单,具有液压坐封功能,一次管柱下入即可完成整个管柱安装;经过在大港油田现场多次的成功使用,坐封过程安全可靠。通过现场应用情况总结,提出了该封隔器存在的问题及改进的措施。     

基于正交试验的压缩式封隔器胶筒的结构参数优化

主要用于封隔油管与套管环形空间的封隔器胶筒在现场使用中常常出现密封失效和撕裂失效等问题。为了解决上述突出问题,基于虚功原理、Von Mises屈服原则及接触非线性理论,建立了压缩式封隔器胶筒工作中的三维有限元计算模型,采用正交优化方法,对胶筒的关键结构参数长度、厚度和倒角尺寸进行了优化,获得了胶筒关键结构参数的最优组合方案,并对优化前后封隔器胶筒的力学性能进行了对比分析。研究结果表明：①对胶筒密封性能影响由大到小的因素排序为：厚度、倒角尺寸、长度;②胶筒关键结构参数的最优组合应为长度80 mm、厚度20 mm、倒角尺寸10 mm;③较之于优化前,优化后的胶筒与套管间的最大接触应力平均提高70.44%、胶筒最大Mises应力平均降低15.72%、胶筒的压缩距平均降低37.82%;④在相同坐封载荷作用下,优化后的胶筒增大了胶筒与套管间的接触应力、降低了胶筒自身的Mises应力。结论认为,经过参数优化后的封隔器胶筒能够更好地满足现场使用中的密封性能和寿命要求。     

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。     

载线验封工艺技术系统研究

载线验封工艺是在可变式密封段上安装压力、流量及温度测试仪器 ,在可为式密封段下面旋转压力计 ,可变密封段放在配水器工作筒内 ,调整地闸门口控制水压开关 ,利用可变式密封段上下压力计记录压力变化 ,判断验封效果。应用载线验封工艺技术 ,成功率较高 ,在胜利油田得到推广。     

封隔器坐封过程有限元模拟分析

根据封隔器的结构特点及其工作原理,用VB开发了压缩式封隔器、扩张式封隔器和套管外封隔器在坐封过程中,各部件之间接触问题的有限元计算力学模型。在进行封隔器的有限元分析之前,只需要输入封隔器结构参数、橡胶材料力学特性参数、坐封过程中的力学参数以及有限元网格控制参数,该软件将自动调用有限元解算器内核,并将接触压力分布结果、Von Mises应力结果自动存入Word文件报告中。详细地分析了3种封隔器接触压力分布的大小,同时通过Von Mises应力分布大小,讨论了封隔器胶筒的失效部位,为封隔器的结构优化设计和封隔器结构的改进提供了理论依据。     

Y342系列封隔器的研制与应用

介绍一种新型无卡瓦式封隔器的结构及工作原理，该封隔器结构简单，克服了传统无卡瓦封隔器承上压能力与解封力相关的矛盾，因而承压能力高、使用寿命长，与其他控制工具配套主要应用于机械卡堵水管柱中，可满足封堵不同层位的要求，同时也可应用于机械找水、选层配化等作业管柱中。     

高温高压深井用液压封隔器研制及试验

塔河油田在钻探井和评价井时,机械封隔器和国产常规液压封隔器难以满足高温、高压井的生产和录取地层资料的要求.国外生产的高性能封隔器的订货周期长,价格昂贵.因此有必要研制一种高温、高压、深井用液压封隔器.通过理论计算和现场应用分析,发现影响封隔器的耐温、耐压性能的关键点是胶筒和活塞外筒.在常规套管液压封隔器（MCHR封隔器）的基础上,加厚外芯轴和活塞外筒并引进高性能胶筒后,设计的新型封隔器可耐温204℃、耐压差69 MPa.室内性能评价试验合格后,现场应用8口井,成功率100％,可在酸压作业和常规完井中推广应用.