水平井投球滑套密封结构研究

水平井分段压裂完井技术的核心工具之一是投球滑套。滑套在坐封面常出现球座表面被压溃而造成密封失效。为了有效解决投球和球座间的密封失效问题,基于Hertz接触理论,推导出适用于投球滑套的最大接触压力及接触长度的理论公式,并提出一种新型投球滑套密封结构。利用ABAQUS分析软件对比分析了常规和新型投球滑套密封结构在相同条件下的接触压力分布规律,研究了不同坐封力下投球与球座间的接触压力和Mises应力分布规律。研究结果表明,新型密封结构的表面接触压力由1 082 MPa减至976 MPa,降低了球座被冲蚀压溃的风险;球座接触面长度由1.37 mm增至1.76 mm,增大了接触面的接触面积,提高了投球滑套密封可靠性。     

致密砂岩气藏水平井固井滑套分段压裂工艺

鄂尔多斯盆地大牛地气田属于典型的低孔、低渗致密砂岩气藏,水平井分段压裂是经济高效开发气田的关键技术。针对现有水平井裸眼封隔器分段压裂工艺无法控制裂缝起裂位置、二次改造困难等问题,探索了固井滑套分段压裂工艺在大牛地气田的适应性,阐述了该工艺的技术原理、工具组合和工艺特点,并开展现场应用和压后分析。现场应用情况表明:固井滑套分段压裂工艺不仅能够实现水平井定点压裂,而且施工效率高,能够实现一天压裂改造10段。此外,该工艺采用环空压裂施工,施工摩阻低,工具性能好,施工成功率高,在大牛地气田以及国内其他致密低渗油气田具有较好的推广应用价值。     

连续油管带底封分段压裂工艺在东胜气田的应用

东胜气田属于低孔、低渗致密砂岩气藏,需经过压裂改造才能建产。前期采用裸眼封隔器分段压裂改造工艺虽然取得一定的效果,但压裂的针对性欠佳,不能满足盒2段气藏控缝高压裂的需求。连续油管带底封分段压裂改造兼具水力喷砂射孔、环空加砂压裂、底部封隔和机械精确定位等技术特点,具有一趟管柱多段压裂改造技术特点。阐述了该工艺技术的原理、工具组合和工艺流程,通过在J66P18H水平井的成功应用,为水平井分段压裂改造提供一种新的技术手段。     

水平井分段压裂投球滑套承压接触分析

鉴于国内还没有成熟的裸眼完井配套工具,研制了适合苏里格气田的水平井分段压裂投球滑套,并针对投球滑套在压裂施工中到位不明显的问题,利用有限元分析软件ANSYS建立了投球滑套的接触模型,分析了不同压力对低密度球和球座变形与应力分布的影响。分析结果表明,施工压力由10 MPa增至20 MPa时,接触压力近似线性变化,当压力从20 MPa增加到50 MPa时,球和球座之间开始产生塑性变形,接触面积增加,从而使接触压力增加变慢。当压力为50 MPa时,球座最大应力值达到358 MPa,超过了低密度球和球座的屈服强度而发生了塑性变形,但是没有达到材料的屈服极限,满足压裂施工的要求。     

水平井滑套投球分流管柱酸化工艺技术研究

针对水平井长水平段上的基岩酸化,介绍了扶正节流滑套投球管柱分流工艺的原理及适应性．室内分流模拟实验结果表明平均节流量在60％以上,可起到分段酸化目的。该工艺起下管柱安全,具有反洗通道,一次作业不上提管柱,即可近似连续油管的回收过程进行逐点逐段处理,最大限度地利用地面设备功率,提高酸化施工排量。     

连续油管水平井多簇滑套作业探索与实践

针对水平井压裂时经常遇到的砂堵现象,通过研究连续油管内压力损耗原理,建立了连续管摩阻计算模型,参考模型计算结果优选连续管,完善地面设备配置,形成一套连续油管水平井多簇滑套解堵工艺。利用该工艺可以在不起下井内管柱的情况下,实现油管或套管内解堵施工,工序简单有效,作业效率高,同时可有效避免因堵塞压力的突然释放带来的井控风险。该作业技术经吉林油田红平57－**井现场试验,成功实现解堵施工,为实现后续压裂提供了保障。     

水平井连续油管射孔分段压裂工艺

为提高梁8块低渗透储层的开发效果,在该区块沙四段部署了水平井梁8-平1井,对梁8-平1井进行井身轨迹和完井结构优化,应用了连续油管喷砂射孔及环空分段压裂工艺,提高了油藏的泄油面积.实施情况和应用效果表明,该井采用连续油管喷砂射孔、环空分段压裂工艺投产后,产能达到周围油井的5倍,井组控制储量得到有效开发,效果良好.连续油管喷砂射孔、分段压裂工艺实用性强,具有较好的应用前景.     

水平井分段压裂滑套的研制与应用

水平井分段压裂工艺技术是提高苏里格气田单井产量的有效手段,为此,研制了水平井分段压裂滑套。水平井分段压裂滑套包括压差式开启滑套和投球式喷砂滑套,通过与水力锚、悬挂封隔器、裸眼封隔器、坐封球座、筛管引鞋及低密度球配合使用,可以根据地质情况及分段压裂的段数进行调整。苏里格气田20-17-16H井的现场应用表明,水平井分段压裂滑套结构简单、操作方便、打开压力稳定,可以实现下行锁紧、低密度球的顺利返排,不影响后续生产。     

页岩气水平井压裂连续管滑套开关工具的研制

页岩气井可通过电缆射孔与机械封隔器层间封隔,通过依次投球,打开压裂滑套,实现多级压裂改造。但是该技术需要下球座投球封堵影响到采油通道的直径,且下入开关工具的时候均需要精确定位,无法很好满足目前页岩气井压裂的发展需求。为此,通过工艺分析,研制了液压式滑套开关工具来配合固井水泥+开关滑套多段压裂技术使用,并对此液压开关工具进行了三维设计,结构有限元分析和流动分析,验证了该工具结构的合理性。试验测试结果表明,该工具可在较小压力下实现滑套的打开和关闭,其设计原理正确,技术性能可靠,现场操作方便,开启关闭滑套的成功率高。     

压差滑套优化设计与分析

裸眼水平井分段压裂是开发低孔、低渗、致密气藏的有效技术,但第1级压裂压差滑套的打开成功率较低,降低了采收率。鉴于此,在分析国内压差滑套打开率低的原因基础上,利用CAD和Solidworks机械制图软件对压差滑套的结构进行改进设计,并利用ABAQUS有限元软件对其结构及其密封性进行了分析,最后对其进行了室内试验,试验结果验证了设计的合理性。改进的压差滑套提高了开启成功率,从而可更加高效地进行油气田改造。     

水平井裸眼分段压裂工具设计要点分析

水平井裸眼分段压裂是水平井分段压裂改造的重要工艺之一,性能可靠的井下配套工具是实施该项工艺的关键。为此,对分段压裂工具中的悬挂封隔器、裸眼封隔器、压差滑套和投球滑套功能特点进行了分析,提出了设计时应注意的要点,以供设计者参考。另外需要注意的是,工具结构设计完成后,还要在实验室内进行严格的测试试验,检验制作的工具是否达到设计要求。只有设计者和制作者的共同努力,才能设计制作出高性能的分段压裂工具,满足现场应用需求。     

苏里格气田某问题水平井压裂改造施工分析

苏里格气田自合作开发以来,水平井裸眼完井分段压裂技术已被证明是最适合的完井改造方式,目前也已被大规模应用。针对目前苏里格气田实施的某水平井压裂时滑套打开没有显示的问题,分析了可能存在地面管线藏球、回接管柱藏球、滑套已打开、树脂球破碎、水平段油管断脱、树脂球未到位、滑套球座磨损等原因,并制定了钢丝绳通直井段、连续油管探底冲砂、打开滑套以及带水力喷射工具喷砂射孔、加暂堵剂压裂的措施。通过分析优化措施,顺利完成了该问题井的增产施工作业。     

水平井连续油管拖动选择性酸化工艺

随着水平井规模化应用,水平井增产改造措施发挥着越来越重要的作用。为保证井中多段储层充分改造,发挥水平段每个油气段的产能,使改造具有针对性、选择性,进行水平井选择性酸化工艺开发尤显重要。介绍了一种在水平井用连续油管拖动选择性酸化工艺方法,对作业关键参数进行了实验分析与理论研究,确立施工参数并在DH20-4H井成功进行了现场实施。     

用连续油管钻水平井

得克萨斯南部的奥斯汀白垩地层是用连续油管钻成首批水平井的实验室。实践证明用连续油管钻水平井是可行的,目前已在钻井界引起了很大兴趣,这一新技术正在迅速发展。本文就Oryx能源公司首先用连续油管钻水平井的情况作一简要介绍。     

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。     

水平井裸眼滑套分段压裂工艺在Q7P1井的应用

水平井分段压裂工艺技术作为有效开采致密砂岩的技术措施,在Q地区率先应用。以Q7Pl井为例,针对地层储层特点,分析了水平井裸眼滑套分段压裂改造的技术难点;从裂缝分段优化、压裂管柱、压裂液体系优选,以及施工规模等方面阐述了该工艺技术的现场应用情况,为下步致密砂岩水平井的压裂改造提供参考。     

管外封投球滑套压裂技术

由于常规压裂技术无法实现裸眼完井水平井长水平段的压裂,严重制约了油田非常规油气资源的大规模开发,为此,进行了管外封投球滑套压裂技术研究。研制了K342-142压裂封隔器、PS70-140压差滑套、BS70-140投球滑套、QZ-130坐封球座等一系列工具,形成适用于河南油田的多级分段压裂工艺管柱,适合致密砂岩压裂,满足了油田快速开发非常规资源的需要。     

新型无级差套管滑套及其应用

新型无级差套管滑套作为低渗油气藏、薄油层、页岩气和煤层气等非常规油气储层增产改造的关键工具,在油田增产增效方面具有较大的优势。主要介绍了国外无级差压裂技术配套的套管滑套的结构、原理与应用情况,阐述了其具有施工流程简单、费用低廉、压裂级数不受限制、管柱保持通径、生产后期可对滑套选择性关闭等诸多特点,以期为国内非常规油气藏的增产改造技术及配套工具研制提供参考与技术支撑。同时指出,无级差套管滑套国产化应着眼于工具结构可靠、工艺简单、耐高温高压、操作智能化等方向进行研究。     

连续油管喷砂射孔环空分段压裂技术在苏里格气田的应用

苏里格气田属于“低孔、低压、低渗”的三低气田,需要压裂改造才能生产,其中连续油管喷砂射孔环空分段压裂技术以其自身的技术优势,成为苏里格地区水平井改造的重要方式。连续油管喷砂射孔环空分段压裂技术通过定位器、封隔器等井下工具组合实现喷砂射孔、封隔器分层、套管大批量注入和连续油管精确定位,一趟管柱可完成多种作业,具有施工周期短、成本低、压后全通径等优点。阐述了该技术的工作原理及配套工具的原理、结构。通过在苏里格一口二开水平井的成功实施,说明连续油管喷砂射孔环空分段压裂技术适用于致密气藏,为水平井多级水力压裂提供了新的技术手段。     

水平井可关闭压裂滑套有限元分析

目前使用的压裂滑套不能对见水、见气严重的井段实施有效的控制。设计了一种适用于水平井分层多级压裂的井下可关闭压裂滑套总成,克服了现有压裂滑套打开后不能根据井下实际情况进行开关的缺陷。基于ANSYS建立了有限元分析模型,分析滑套的变形和应力分布,找出滑套结构中的应力集中区域以进行优化设计。结果表明:可关闭压裂滑套总成在70MPa液力作用下,压裂施工安全可靠,满足现场工况要求。