注氮气机抽防腐防垢一体化管柱的研制与应用

针对塔河油田注氮气机抽井井筒及井下工具严重腐蚀结垢,易造成抽油泵卡泵、封隔器解封困难等井下故障的问题,在现有技术的基础上,优化改进结构、技术创新,研制了一种注氮气防腐防垢机抽一体化管柱。该管柱包括注气防垢杆式泵、防腐封隔器等关键工具,注气防垢杆式泵优化改进了柱塞和泵筒的结构,泵筒上部设计注气孔、下部设计封堵筒,柱塞下部设计密封堵头,注气时柱塞下部堵头将进油通道密封,能防止高压油液倒灌进入泵腔发生腐蚀结垢,消除柱塞下放失败的风险;防腐封隔器采用新型护肩式的胶筒组件及双“O”型圈、双向支撑密封结构、分级解封机构和分体式双向卡瓦锚定结构,提高封隔器胶筒的耐腐蚀性能、降低上提解封力和保证卡瓦锚定性能。经过理论校核和室内模拟试验均满足现场需求,现场应用表明,该管柱坐封、解封及注气均正常,转采成功率100%,满足开发需求,解决了注气腐蚀结垢卡泵和封隔器解封困难的工程难题,具有很高的推广价值。

Y管压裂生产一体化管柱工艺及配套工具研究

针对常规压裂管柱压裂后需先起压裂管柱,再下入电潜泵生产管柱,压裂与返排间隔时间过长增加压裂液污染储层的风险,且其无法批量压裂,作业成本高等问题,研究了Y管压裂生产一体化管柱工艺。通过在Y接头内预置密封隔套的方式防止砂液进入电泵,压裂后通过钢丝作业可将密封隔套捞走,不影响后期的启泵。为了压裂时可监测环空压力同时保证电潜泵的顺利运行,研发了液控穿越隔离封隔器,该封隔器在压裂时不坐封,压裂后通过向地面的液控管线加液压完成该封隔器的坐封。通过对预置Y接头密封隔套总成进行数模和物模分析,得到该工具压裂后的打捞上提力约为2.65 kN。现场应用结果表明,该封隔器通过液控管线坐封,可减少2趟钢丝作业,缩短井口占用时间,也适用于设备不足的无人平台。研究结果可为我国海洋石油装备提供更多选择。

涠洲11-1-A24H1井下入一体化管柱中钻井液的优化应用

涠洲11-1-A24H1井8-1/2"井段完钻后,下入3-1/2"预充填筛管+永久式裸眼封隔器+5-1/2"尾管一体化管柱,坐封裸眼封隔器直接进行完井作业。项目三维轨迹复杂、井眼摩阻大、裸眼长黏卡风险大、控制最大遇阻量40klbs以内防止封隔器提前坐封,顺利下入一体化管柱难度很大。对于井眼清洁,井径规则和钻井液润滑要求高的特点,在组充分调研资料的基础上,大量配方实验对比,优化钻井液钻体系方案。取得了南海西部首次顺利下入钻完井一体化管柱,储层保护良好的成功应用,降本增效显著。

桥塞压裂一体化管柱在渤海油田的研究与应用

近年来,低渗压裂作业在渤海油田逐渐拉开序幕,低渗压裂作业取得了十分可观的作业效果,其中在渤海油田成功摸索和应用的“一趟多层拖动”压裂管柱,在已经应用的多口井压裂作业中,取得了良好效果,常规井分层压裂作业可以使用“一趟多层拖动”压裂作业模式,但是对于大斜度井和水平井分层压裂并不适用,填砂作业难度和风险较大,无法发挥“一趟多层拖动”压裂管柱作业优势,因此需要对大斜度井和水平井压裂作业管柱进行重新设计,提出桥塞压裂一体化管柱工艺,并在渤海油田成功应用,取得了良好效果。

射孔下泵不压井作业一体化管柱

针对抽油井射孔后压井下泵作业存在的地层损害问题,研制了抽油机射孔下泵不压井作业一体化管柱。该管柱由双级油管柱、定位校深短节、泵座、封泵器、气锚、点火头、射孔枪和油管鞋等组成,特别适用于油田低压、敏感性储层油井补层作业需要。对于层间差异大、作业时易发生井涌甚至井喷的井,可有效保护低压层,并保证作业安全。这种管柱实现了射孔后不起管柱、不压井下泵作业,施工成功率100%,单井节省工时26h,温米油田12口井的现场试验均取得明显效果。

分层调剖注水一体化管柱的研制与应用

为提高油藏水驱开发效果,注水井需要采用调剖措施改善吸水剖面,提高水驱波及系数。冀东油田采用偏心分注管柱进行调剖后部分水井出现测试仪器下放遇阻、偏心配水器水嘴无法投放、堵塞器打捞失败、封隔器反洗阀开启失效等难题。为解决上述难题,采用隔离地层定点调剖的思路,研制了分层调剖注水一体化管柱及调剖开关、单流偏心配水器两种配套井下工具,现场应用15口井,其中6口井实施了调剖作业。现场应用证明,该一体化管柱有效降低了测试仪器遇阻率,提高了调配成功率,同时封隔器反洗功能正常,满足了一趟管柱既能分层调剖,又能分层注水的工艺需求,有效节约了生产成本,缩短了生产周期,具有广阔的推广应用前景。

一体化管柱力学行为及螺纹密封性能研究

气井压裂投产一体化管柱在各工艺过程中将承受交变载荷作用,管柱的强度及密封性能会受到很大影响,需对其典型螺纹接头在各工况下的强度和密封性能进行校核。建立了某一体化管柱的变截面摩擦接触有限元模型,对其不同工况下的力学行为开展了有限元分析,获得了螺纹接头的载荷边界。对螺纹接头在管柱生产和压裂等工况下的密封性能进行了有限元分析,结果表明该螺纹接头抗弯曲能力及承内外压能力较好,但抗拉性能较差,不宜在深井中使用。

一体化管柱油管特殊螺纹气密封性能研究

气井压裂投产一体化管柱在各种工况中,载荷变化较大,使得管柱的密封性能受到很大影响。以3种常用特殊螺纹接头为研究对象,运用有限元方法对其密封性能进行了研究。结果表明:随着轴向拉伸载荷逐渐增大,球面-球面和锥面-球面密封结构接触应力下降较快,柱面-柱面密封结构接触应力基本不变;内压与轴向拉力复合作用时,随着内压的增大,球面-球面密封受内压影响最大,接触应力上升较快;外压作用降低了密封面接触应力,使接头密封性能降低;在密封面结构选择上,3种密封结构各有优势,应综合考虑接触应力和接触面积,选择不同工况下相对适合的特殊螺纹接头。研究结果可为气井压裂投产一体化管柱的现场应用提供参考。

不压井补层与转抽一体化管柱技术实践与应用

吐哈"三大"油田属低压低渗和高气油比油田,经过高速开发,低压、高气液比特征更为突出,造成油井补层后转抽作业压井液倒灌而严重污染地层,无效甚至返效。针对以上难题,吐哈油田开展了补层-转抽不压井一体化管柱技术实践和应用,在S3-231井现场试验一次成功并推广应用25井次,实现了补层和转抽的全过程不压井作业,作业后无需产量恢复期,应用前景广阔。

电泵井采油注水一体化管柱研制与应用

针对潜油电泵在塔河油田稠油、超稠油开采过程中,特别是需进行注水替油的井中,机组寿命明显缩短的问题,研制了新型电泵井采油注水一体化管柱。该管柱在实现同管柱采油、注水的基础上,通过正注水,避开了注入水与电缆的接触,避免注入水对电缆的损坏;通过筛管和混配器,提高了稠油、稀油的混合效果,降低了原油入泵黏度,减少故障停机,达到提高机组寿命、延长检泵周期的目的。现场应用表明:一体化管柱性能稳定,未发生因原油入泵黏度过高引起的故障停机,检泵周期由平均379d提高到435d,达到设计要求,取得了良好的应用效果。

机械找堵水一体化管柱技术在文南油田的应用

介绍了机械找堵水一体化管柱的管柱结构、工作原理、技术特点及应用情况。该项技术主要是用封隔器将各产层分隔开 ,对应各产层位置下入一个找堵水开关 ;通过液压调整各产层开关的工作状态 ,对各目的层进行生产 ,通过地层正常生产时产出液的情况来判断各层含水情况 ,确定高含水层 ,并能关闭换层生产 。

防止套管损坏的悬挂式注汽采油一体化管柱

油井经过长期的注汽吞吐 ,套管均发生不同程度的损坏。鉴于此 ,研制了防止套管损坏的热采工艺管柱———悬挂式注汽采油一体化管柱 ,它由特种悬挂注汽热采封隔器、井下补偿装置、对接装置和插入密封装置组成。该工艺管柱与井下防砂管柱及注汽管柱配合 ,可成功防止地层出砂 ,提高油井注汽质量 ,有效保护油层套管 ,延长套管使用寿命。悬挂式注汽采油一体化管柱在勘探试油井做了 3井次试验 ,各项技术指标均达到设计要求 ;在稠油井试验 10井次 ,成功率 10 0 % ,其主要部件特种悬挂注汽封隔器使用 30只 ,施工成功率 97%。

一体化管柱工艺技术在新疆气田的应用

通过对射孔工艺、入井液返排工艺、配套工具及管柱组合技术分析和研究,最终形成一套适合气井作业的一体化管柱体系,一趟管柱可完成射孔-压裂-排液等全部作业工序。成功在盆5和克拉美丽气田5口井应用,不仅解决了常规完井管柱受入井液返排困难、其他工艺耽误返排时间、反复压井加重储层污染等问题,而且为同类气藏修井作业优选合适的完井管柱提供了新的技术途径,具有较高的推广应用价值。

高温高压含硫井气举采油注水一体化管柱研究

塔里木盆地塔中油田部分油井生产气油比高,为了实现原油的充分开发,设计了一种气举采油及注水一体化管柱。管柱设计时考虑了该区油藏高温高压及含硫的特性,管柱在常规注水管柱上安装气举阀及相关配套工具,在注水替油后可实现不动管柱进行气举生产,并且可在油层发生堵塞的情况下进行酸化作业,同时分析了一体化管柱及封隔器在气举采油、注水替油以及采取增产措施时的受力情况。现场应用中,该管柱能够成功实现不动管柱完成酸化解堵、注水替油及气举采油等工艺,并且注水替油过程中井口最大压力达18.8 MPa,实现了井口注入压力的提高,并且各种工艺过程中均未出现管柱窜漏现象,这表明设计的新型气举采油注水一体化管柱结构合理且可靠,并取得了良好的应用效果。该管柱的研制实现了注水、酸化工艺与气举技术的结合,在不动管柱的情况下可实现注水、酸化和气举采油3项功能,为设计者在复杂工艺设计、相关管柱的受力分析以及选择合理的设计方案提供了理论指导。

射压转一体化管柱技术在乌尔禾丛式平台井中的应用

乌尔禾油田乌33、乌36井区毗邻世界著名风景区-魔鬼城,为保持风景区的原始地貌,保护旅游资源,该区块采用丛式井平台开发。为了缩短单井见产周期,提高采油时率,对射孔、压裂、转轴等作业采用了一体化管柱技术,为乌尔禾油田高效开发提供了技术支持。

塔河油田深抽杆式泵一体化管柱工艺

传统的杆式泵因结构设计和材质的不足,已不再满足塔河油田碳酸盐岩油藏日益严峻的深抽生产需要。针对塔河油田油藏特点,根据深抽、换泵、机械堵水、酸化压裂、TCP射孔、防胶质沥青质析出堵塞井筒等配套工艺要求,对杆式泵管柱结构进行设计优化,形成了以深抽杆式泵为核心的一体化管柱工艺技术。现场应用表明,新型深抽杆式泵允许下泵深度较常规杆式泵提高700～1000m,在换泵作业过程中不需更换泵座,在高含胶质沥青质井中配合加长尾管未发生堵塞现象,带MCHR液压封隔器和杆式泵的机械卡封堵水管柱有效抑制了套漏,射孔和酸化停喷后下入带杆式泵的抽油杆直接机抽完井,明显缩短了井下作业周期,取得了良好的经济效益和社会效益,适合在陆地油田推广应用。

丢捞桥塞一体化管柱的研究与应用

通过设计自丢捞式桥塞和可投入式抽油泵固定阀，研制出了丢捞桥塞一体化管柱，实现抽油泵和自丢捞式桥塞一起入井，到达预定位置后打压丢手；在需要打捞丢手时，可以带泵打捞，一趟管柱完成自丢捞式桥塞的丢入和捞出。通过现场应用，丢捞桥塞一体化管柱满足了油井分层开采的要求，可有效地简化作业管柱，消除管柱偏磨，缩短作业时间，降低作业成本。

找堵水一体化管柱的推广应用

根据目前中原油田采油三厂多种找水技术并存的现状,认为对需要进行找水的井应先考虑使用机械找堵水。常规机械堵水管柱只能在确定出水层位后实施卡封堵水,而不能实施找水堵水一次完成,为此开展了找堵水一体化管柱的研究与推广应用,并取得了较好的应用效果。

分层酸化与注水一体化管柱在临盘油田的研究与应用

临盘油田每年完成水井分层酸化施工15余井次,通过分别下入分层酸化和分层注水管柱实现注水井的分层酸化和分层注水,工具费用和作业成本较高,占井周期长。本文通过研究分层酸化与注水一体化管柱,既可实现分层酸化与注水要求,又能够节约成本,缩短作业周期。截至目前以累计应用3口井,减少起下管柱3万m,缩短作业周期3天,累计创效30余万元。

新疆油田氮气气举一体化管柱快速返排研究

新疆油田已投入开发的气藏储层物性差异大,存在黏土膨胀、水敏和固相堵塞等伤害。常规管柱射孔后,需压井提出射孔枪串,更换成储层改造管柱。反复压井导致储层二次污染,更为严重的是气藏压力系数低,储层改造后入井液靠自身能量返排困难。为此研制了储层改造+氮气气举返排、射孔+储层改造+氮气气举返排一体化管柱,优选配套工具:针对气井工程口袋较长或下部无利用层的气井,推荐使用丢枪射孔工艺,否则采用全通径射孔工艺;固定式气举工作筒抗内压90.00 MPa、抗拉强度达到70.00 MPa及气举阀波纹管承载达到35.00 MPa;采用压井阀解决了完井管柱应用封隔器后无压井液循环通道的问题。基于氮气物性修正和引入Beggs&Brill两相流摩阻系数来修正储层改造液体与压井液的差异,考虑氮气返排与常规连续气举设计的差异,完善了氮气气举返排设计基础理论,研制了配套工艺设计。现场射孔+酸化+氮气返排试验证实:该工艺为解决同类气藏入井液返排难题提供了新的技术途径,具有较高的推广应用价值。