投球调剖堵水技术模拟试验

通过大量的试验观察与测量,对投球调剖堵水工艺的可行性和有效性进行了试验验证。主要考察了目标层位置、注水总流量、炮眼流量及调剖球密度与直径等因素对投球调剖效果的影响,得到了投球调剖的封堵规律及其对各层流量的调节作用规律。试验所得的规律与理论分析结果具有很好的一致性,可为油田现场操作提供指导依据。     

投球调剖工艺技术应用于稠油油藏

1．投球调剖工艺技术调剖机理调剖球调剖机理为相对改变注水分配。调剖球密度等同注入水,理论上同注入水同步运动。调剖球在井筒内封堵炮眼分配概率基本吻合注入水分配比率,即水流量大的炮眼附近封堵几率大,而水流量小的炮眼附近调剖球分配几率小。调剖球主要进驻主吸水层炮眼附近并在注水压差作用下靠贴封堵     

注水井投球调剖工艺的理论与实验研究

报道了本课题中5个方面的研究结果。①将注水在炮眼附近的流场看作大空间内细支管的向外射流，简化为二堆问题。数值求解注水的控制方程，得到了主管流速一定、支管流量比不同时的若干射流流场。指出了流场特点，表明此调剖方法是可行的。②给出了调剖球在注水中所受8种力的表达式，由力值量级比较认为，在实际条件下重力、惯性力、广义浮升力、附加质量力和粘性阻力是主要作用力，而Basset力、Magnus力和saffman力可忽略。③剖析了调剖球在注水管、井筒、油套环空流动和被炮眼吸附时的运动状态。④讨论并计算了调剖球在注水中的运动轨迹。给出了球直径、密度、炮眼流量比、球初始位置影响封堵的二维图示。⑤简速了在包含3个吸水层、总质量流量为5t／h的模拟实验装置上测得的各层堵球数、堵球概率和分流量与投球数的关系，给出了一个调剖球封堵底层炮眼的实测运动轨迹，验证了该条件下炮眼附近的流场。图20参9。     

投球调剖及调剖球的运动规律

介绍了投球调剖的工作原理 ,分析了调剖球在注水管柱和井筒中的沉降和平移规律 ,计算了调剖球在炮眼附近受到的径向推力 ,测定了ABS小球的自由沉降速度及其在模拟井筒中的等速下降运动速度 ,探讨了影响投球调剖成功率的因素 ,为实施投球调剖工艺提供必要的理论依据。     

投球调剖及调剖球的运动规律

介绍了投球调剖的工作原理,分析了调剖球在注水管柱和井筒中的沉降和平移规律,计算了调剖球在炮眼附近受到的径向推力,测定了ＡＢＳ小球的自由沉降速度及其在模拟井筒中的等速下降运动速度,探讨了影响投球调剖成功率的因素,为实施投球调剖工艺提供必要的理论依据。     

投球调剖技术在大王庄油田特殊注水区块的应用

大王庄油田注水井井筒条件复杂、储层结构特殊,常规的机械分注工艺效果较差,注入水单层突进问题严重,水驱效果差。针对该区块套管变形损坏、地层出砂、夹层薄等问题,开展了投球调剖技术研究。研究结果表明：调剖球密度与措施井注入水的密度差可控制在0.002 g/cm³内,有效封堵率可达80.0%以上;调剖球抗压强度为80MPa,满足封堵射孔炮眼的需要;措施后注水量不变,平均注水压力上升了2.2MPa,吸水剖面改善率为92.8%,主力吸水层吸水强度平均降低了0.7m³/（d·m）。现场试验证明：新型调剖球解决了封堵率低、措施有效期短的问题,特别适用于开采效果差,常规分注工艺无法奏效的注水井,尤其适合于解决井段长、井斜大、层数多、夹层小、套管变形或损坏、出砂结垢等存在大修风险的注水井调剖分注。该技术现场操作简单快速,成本低、精度高,具有很广泛的应用前景。     

投球调剖计算机模拟系统研究

控水稳油是经多年注水开发的老油田的一项长期战略任务，目前普遍采用的化学调剖堵水方法工作量大，成本高，还会造成环境与地层的污染，投球调剖是从注水井口投入树脂小球，通过调节注水小球密度，直径和注水压力等参数，使小球能有选择性的进入封堵层的炮眼内，达到调剖的目的，该课题分为2部分：先在试验室做模拟试验，寻找小球在各种典型工况下的运动规律，建立建议模型；再用计算机根据不同注水井的实际情况，对投球调剖过程进行动态模拟，给出最佳参数，指导实践。     

渤海 S油田窜流通道封堵技术

针对渤海S油田长期注水开发形成水窜通道,导致区块含水上升速度快的问题,采用示踪剂方法识别油水井间高渗条带,分析计算了高渗条带渗透率及孔喉大小,通过对凝胶类调剖体系强度和微球粒径分级、微球类调剖体系粒径与岩心孔喉直径的匹配性和注入段塞及施工工艺组合方式的研究,获得了适合该油田高渗条带封堵及深部调剖的分级组合深部调剖技术。该技术的主要内容包括:以凝胶(先注弱凝胶,后注强凝胶)加微球为组合调剖剂,以凝胶井口调剖加微球在线调剖的组合工艺方式。研究结果表明,S油田目标井区高渗条带渗透率为8.8μm~2,平均孔喉约为20μm;适合分级组合深部调剖技术的两种强度凝胶体系配方为0.3%聚合物+0.2%交联剂(弱凝胶)、0.4%聚合物+0.3%交联剂(强凝胶);微球膨胀后的粒径与孔喉直径比为1~1.5时,微球调剖体系兼具良好的封堵性能和运移性能;应用凝胶封堵近井地带高渗条带、微球进行深部调剖的段塞组合方式,在相同成本下的调剖效果最好;采用井口调剖+在线调剖相结合的工艺方式,可使海上油田深部调剖设备占用平台空间降低70%以上。分级组合深部调剖技术在渤海S油田矿场试验中取得了显著效果,井组综合含水最高下降8.4%,井组净增油18288 m~3,适合于海上砂岩油田深部调剖作业。     

非均质条件下孔喉尺度弹性微球深部调驱研究

针对孔喉尺度弹性微球调驱技术设计原理的特殊性,引入粒径匹配系数,通过非均质平行填砂管岩心实验,研究了不同粒径匹配关系下弹性微球的封堵性能以及渗透率级差对剖面改善能力的影响,并在此基础上,开展了弹性微球调驱现场试验。室内实验结果表明,在较佳的粒径匹配系数范围内,岩心的残余阻力系数和封堵率最大,封堵效果最好;弹性微球可选择性优先封堵高渗透层,使高、低渗透管的分流率均趋于50%,对渗透率具有明显的选择性;渗透率级差对弹性微球调驱性能具有重要的影响,在较佳的粒径匹配系数范围和较低的渗透率级差条件下,弹性微球的剖面改善能力较好。现场试验结果表明,在粒径匹配系数为1.52和渗透率级差为3.1的条件下,弹性微球可对吸水剖面进行有效控制,调剖目的层67小层和65小层的剖面改善能力高达98%;运用粒径匹配系数和渗透率级差指导弹性微球深部调驱现场试验具有科学性。     

水平井投球暂堵压裂炮眼封堵的有效性及影响因素研究

水平井投球暂堵压裂封堵炮眼技术是油气增产的重要技术之一,可有效地提高非常规油气资源开发效率。水平井中暂堵球运动和封堵炮眼过程较为复杂,存在井下暂堵位置不确定、暂堵球易脱落等问题。文章采用DEM—CFD耦合方法建立水平井投球暂堵数值模型,分析了水平井筒流场特性及暂堵球封堵炮眼的过程,以及不同工况参数对暂堵球封堵炮眼有效性的影响。结果表明：水平井压裂中射孔分流能力具有差异性,改变压裂液排量、黏度对改善簇内射孔分流均匀性不明显;当暂堵球在炮眼处满足封堵临界力学条件,可有效封堵炮眼,反之则脱离炮眼;只增加注入排量对封堵炮眼效率提高不明显,进入射孔簇前减小暂堵球与炮眼垂直距离,有利于暂堵球封堵炮眼;通过增大直径比、投放浮力球或悬浮球可以有效提高暂堵球封堵炮眼效率。该研究对认识水平井投球暂堵压裂工艺过程具有指导意义,为优化水平井炮眼封堵工艺提供理论和技术支撑。     

堵塞球分段酸压技术在水平井的应用

堵塞球分段酸压技术在直井中应用较为成熟，当选用密度与酸液相近的堵塞球在水平井分段酸压中实施封堵孔眼时，堵塞球在井内的沉降、附着力和封堵效率计算可以借鉴直井中的相关原理。通过对堵塞球分段酸压工艺原理进行分析，初步形成了投球酸压最小排量控制技术，同时提出了堵塞球分段酸压的施工原则。     

基于返排性能的井下球座关键设计参数研究

球座密封副是石油钻采施工中常用的井下工具密封形式,尤其随着井下作业形式的多样化发展,涌现出新的应用形式.然而目前没有成熟规范的井下球座密封副设计方法,尤其对于新型球座缺乏理论指导,无法保证其返排性能.研究了封堵球的受力情况,分别针对传统单孔球座与多孔球座的解封返排性能提出了半锥角参数的设计范围,研究了施工工艺参数对球座结构设计参数的影响.结果表明：相同尺寸封堵球在传统单孔球座与新型多孔球座应用中应选择不同的球座结构设计参数,同时应考虑密封压差和返排压差的影响.     

转向酸化技术现状与发展趋势

系统论述了转向酸化技术的发展以及目前的进展。简要介绍了封隔器转向、封堵球转向,较详细介绍了泡沫转向、聚合物转向、黏弹性表面活性剂（Viscoelastic Surfactant VES）转向技术的一些发展情况;特别是黏弹性表面活性剂酸化自转向技术的进展情况。     

水平井裸眼分段压裂坐封球座的研制与应用

针对直井压裂使用的坐封球座结构单一、水平井中使用常规坐封球座不能满足分段压裂施工工艺的问题,研制了水平井分段压裂坐封球座。该坐封球座不仅可以实现球与球座之间的密封,坐封球座本体也可以实现自封,避免了水平段坐封球不能固定而导致整个管串不能密封的问题。在苏里格气田进行了4口井的现场应用,水平井分段压裂管柱上悬挂封隔器的坐挂、裸眼封隔器涨封及悬挂封隔器液压丢手作业均顺利完成,表明该坐封球座工作性能稳定,满足水平井分段压裂施工要求。     

随动对中光杆密封器的研制与应用

常规抽油机井口光杆密封器不具有调偏和调斜功能，若光杆在上下往复运动过程中与密封器主体偏斜．将使密封圈偏磨，密封效果降低，密封圈寿命缩短。文章介绍了一种新型随动对中光杆密封器，该密封器采用了万向球头原理，在抽油机运行过程中能够与光杆随动调偏对中。现场试验表明，这种密封器能够有效地减少密封圈偏磨，增强密封效果，密封圈的寿命提高10倍以上，减轻了工人的劳动强度．经济效益显著。     

井下封堵球密封副接触应力建模与分析

封堵球密封副的密封性能是井下作业成败的关键,密封副接触应力的大小反映其密封能力。针对井下封堵球密封副的密封原理,分别建立了密封副接触应力的物理模型和有限元模型,通过实例模拟对比了二者的计算结果,分析了密封副几何结构和密封副材料特性对接触应力的影响规律。分析结果表明,封堵球密封副的接触应力可通过物理模型法或有限元法计算,二者模拟结果近似程度高,偏差较小;物理模型法可以反映模拟参数对最大接触应力的连续影响关系,有限元法可以模拟接触应力在密封副上的分布;在相同工况下采用小半锥角设计或选用较高弹性模量的封堵球材料均可增大密封副的接触应力,从而提高密封性能。     

海上热采井防污染工艺管柱及配套工具

针对海上热采井采用“注、采两趟管柱”导致压井液污染地层的问题,研制了海上热采防污染工艺管柱及配套工具。该工艺管柱主要由热采防污染封隔器、热采防污染井下开关和热采插管密封器组成。热采防污染封隔器坐封、悬挂在井内后, 即可通过热采插管的上提、下放,控制井下开关的开启或关闭,从而有效封隔油层和上部空间的通道,避免压井液进入地层。通过配套工具的地面实验、模拟井实验和高温实验,表明该工具坐封、坐卡、丢手动作灵活无卡阻,密封锚定可靠,满足高温、中温、常温多轮次交替变化下的承高压性能,井下开关开启、关闭动作灵活,能够满足海上热采井多轮次注气和采油需要。     

低渗透薄互层多级分压简捷工艺

为了有效解决低渗透薄互层多级分压问题,提高单井日产油量,采用低密度油溶性堵球多层段连续分层压裂工艺,对堵球的性能评价、堵球分压的原则、施工规模、施工排量的优化等进行了介绍,从压裂优化设计、压裂施工的角度,证明低密度油溶性堵球是低渗透薄互层多级分压的最简捷最安全的施工工艺,现场施工封堵效率提高到了100%,单井增油量比分压前提高4倍多。     

小井眼井打捞工具的研制与应用

小井眼井因其套管内径小,工具选择局限性大,加之落物复杂多样,施工难度大。为此,研制了油管节箍倒扣接头、防上窜外钩、可调式三球捞筒等小井眼井打捞工具,介绍了这几种打捞工具的结构、工作原理、技术特点、现场应用实例。这几种工具的应用提高了小井眼井打捞成功率,解决了小井眼井大修施工困难的问题,为小井眼井打捞提供了一定的技术借鉴。     

裸眼分段压裂投球式滑套球座关键技术研究

投球式滑套为裸眼分段压裂管柱中建立压裂级数和压裂过流通道的关键部件,但目前国内尚未开展滑套球座与其匹配的憋压球的密封能力、滑套球座的可钻性与耐冲蚀性方面的研究。通过滑套球座的结构设计、憋压球的材料优选及球座与憋压球密封能力的有限元分析与试验,研究了滑套球座与憋压球之间的密封技术;通过滑套球座材料优选和相关试验,研究了滑套球座的可钻性;通过滑套球座表面硬化处理探讨及冲蚀和密封试验,研究了其耐冲蚀性能。8井次共72段的现场试验表明,滑套设计合理,性能可靠,解决了投球式滑套高承压密封及完井管柱的全通径问题。