分级注水泥技术的改进与应用

在水平井筛管顶部注水泥完井过程中,会出现分级箍提前打开或打不开等问题。为此,在分析问题原因的基础上,研制了分级箍插入密封、打开插头及特殊的循环接头,并对分级箍的结构进行改进,配合改进的施工工艺,可有效解决上述问题。在草27-平2井运用插入密封后,胀封、固井施工过程顺利,总占井时间仅12 h,将分级箍提前打开造成的损失降到了最低,获得了很好的经济效益,至今未出现分级箍打不开的情况。

一种不钻塞完井分级注水泥器的研制及应用

无内管免钻塞完井技术可以避免钻塞施工,注水泥结束后及时下入打捞管柱,将胶塞及管内装置捞出。但是盲板以上为死腔,不能解决关闭套下行困难的问题,另外盲板总成捞出后,会留下内径较小的内圆台阶,为后期施工带来诸多不便。为此,研制了新的不钻塞完井分级注水泥器。该注水泥器包括上接头、外筒和注入总成,在具备注入功能的同时能起到盲板的作用,注入总成底部装有泄压阀,避免形成死腔,有效地解决了关闭套关闭时下行困难的问题,注水泥器下部可直接与配套裸眼封隔器连接,简化了完井管柱。90余口水平井的现场应用结果表明,该装置平均完井周期比原来缩短1 d,打捞总成解封力100～150 kN,完全符合现场施工安全要求,施工成功率100%。

水平井选择性筛管完井技术研究

含有夹层、存在边底水的水平井,缺乏长期有效的分段完井技术,造成水平井水平段动用程度不均、稳产期短、含水上升快等问题。针对这些问题,配套完善了水平井选择性筛管完井技术;着重阐述了水泥充填裸眼封隔器分段完井技术。通过攻关研究,在完成单管注水泥充填封隔器分段完井管柱和施工工艺设计的基础上,成功研制了系列配套工具。其技术优势为:洗井/注水泥胀封一次管柱完成;定位器和定位短节配合能使内外工具准确定位;使用领浆胶塞引导水泥浆,能够准确地控制注入水泥量。室内试验成功后,在现场推广应用水平井选择性筛管完井技术63井次,并对施工后的水平井进行了效果分析对比,投产后基本能实现控水稳油生产。

免钻塞分级注水泥完井管柱

内管法免钻塞固井技术存在注水泥排量受限制,达不到紊流所需的顶替排量,固井质量不理想等问题;无内管不钻塞半程注水泥技术虽然解决了原钻塞的工序问题,但由于它采用缩径台阶,给采油作业带来了麻烦,尤其是影响了大直径工具的使用。为此,研制了一种免钻塞分级注水泥完井管柱。它在注水泥管柱中采用带定位机构的堵塞器来代替原完井管柱中的盲板,省去了钻塞工序。免钻塞分级注水泥完井管柱已在胜利油田、车排子油田应用30余口水平井,平均完井周期比原来缩短1 d,施工成功率100%。大通径完井给后续作业施工带来了极大的便利,减少了不必要的作业次数,降低了成本。

筛管外水泥环挤压酸洗管柱研制与应用

在筛管完井注水泥过程中,封隔器破损或卡封部位井径扩大,水泥浆会漏入筛管段将油层封固。为了打开油层重新建立油气生产通道,基于自主研制的水泥环挤压装置,形成了水泥环挤压酸洗管柱。水泥环挤压装置两端的封隔总成能够密封挤压装置与筛管之间的环空,然后利用节流传压总成传递的高压破碎筛管外的水泥环,而管柱底部的密封插管可打开人工井底的洗井阀并建立反循环洗井通道,将筛管外的水泥碎渣反洗至地面,恢复近井地带的渗透率。水泥环挤压酸洗管柱在胜利油田5口井进行了现场试验,成功率100%,试挤作业施工后,被封固的筛管段与地层连通性恢复正常。水泥环挤压酸洗管柱的成功研制,为解决筛管顶部注水泥完井后筛管段漏入水泥的问题提供了一种新的处理方法。

胜利油田页岩油丛式井提速提效钻井技术

胜利油田济阳坳陷页岩油储层属陆相断陷盆地,发育多套优质烃源岩,具有极大开发前景,但该类油藏钻井地质环境复杂,面临井壁稳定性差和钻头选型难度大等技术难题。为此,进行了井组整体设计优化、井眼轨道优化及控制技术、钻具结构优化及钻具优选、提速配套技术与精细控压钻井技术研究,形成了页岩油丛式井提速提效钻井技术。目前试验井组已完钻12口井,其中牛页XX井钻井周期53 d,试验井二开平均机械钻速达22.3 m/h,比前期试验井提高47.3%;三开采用“NOV钻头+旋转导向+导向马达+水力振荡器”钻具组合,机械钻速达13.04 m/h;水平段中后期采用“抗高温动力钻具+双水力振荡器”钻具组合,油气层穿透率高。结合实钻数据分析,提出了页岩油丛式井钻井提速提效建议和下步重点研究方向。

水平井控水完井技术现状与发展趋势

近年来,水平井技术逐步大量应用,但水平井产量递减快,底水上升快,找水、堵水困难等问题也成为影响水平井长期稳产的关键问题。如何最大程度地保证水平段的各个部分能够均衡生产,实现控水已成为水平井开发中极其重要的课题之一。针对该问题,介绍了当前国内外现有的多种水平井控水完井技术,如分段变密度筛管控水完井、中心管控水完井、ICD控水完井、DWS控水完井、倾斜井筒控水完井等。智能化控水完井将成为水平井控水完井技术的发展趋势。

径向井辅助水力压裂引导裂缝扩展数值模拟

径向井辅助水力压裂引导裂缝扩展是一项新兴的油气增产技术,已在低渗透油田中进行了先导性应用。为明确不同因素对径向井引导裂缝扩展的影响,利用ABAQUS扩展有限元法建立了径向井辅助水力压裂模型,采用导向因子作为评价指标对各影响因素进行分析,并通过物理模拟实验进行了验证。结果表明:径向井对裂缝的扩展起到一定的引导作用,裂缝首先沿径向井方向起裂并扩展,然后逐渐向最大主应力方向偏转;径向井方位角、水平地应力差和压裂液排量是影响径向井引导裂缝扩展的3个主要因素;径向井方位角小于45°,水平地应力差小于6 MPa时,径向井具有明显的引导裂缝扩展效果;径向井对裂缝扩展的有效引导需要满足一定的排量,排量太小会导致裂缝过早向最大主应力方向偏转;杨氏模量和压裂液黏度主要影响裂缝长度和宽度,泊松比的变化对引导裂缝扩展影响不大;物理模拟实验和数值模拟结果得到的径向井引导裂缝扩展形态趋于一致,证明了数值模型的准确性。该研究为径向井辅助水力压裂技术的发展提供了技术支撑。

侧钻水平井完井技术研究与应用

针对侧钻水平井的特点,研制了适合5(1/2)in套管侧钻的悬挂筛管完井技术,以及适合7in套管侧钻的悬挂筛管顶部注水泥完井技术,并在胜利、冀东等油田60余口侧钻水平井上得到了成功应用,成为油田老区挖潜上产的重要手段。该技术的实施可有效保护油层,提高地层产能,并在降低完井成本和后期作业难度等方面起到了积极作用。针对胜利油田油藏地质特点,结合油田开发现状,对油田侧钻水平井的发展提出了合理化的建议。

水平井管内分段压裂技术的研究与应用

水平井分段压裂技术是水平井增产改造的重要技术。该技术可在第1层压裂结束后,投球加压,使滑套下移,将下面一层关闭,露出第2层喷砂循环孔,开始第2层压裂,实现不动管柱多层压裂。在介绍水平井分段压裂技术关键工具的基础上,以水平5-1井为例,对该技术的应用情况进行了介绍。应用结果表明,封隔器分段压裂技术分段准确、施工方便,对开发低渗透油藏具有良好效果。建议进一步开展压裂工具的优化设计和不动管柱封隔器分段压裂技术研究。

CO_2驱注气管柱技术研究

CO2驱开采技术越来越成为低渗透油藏提高采收率的重要方式,被世界各大油田所重视并试验。根据注气需求,研究了CO2驱分体式丢手注气工艺管柱,管柱可以实现锚定、反洗、分体式丢手、免压井作业等功能。设计了管柱的配套工具,包括Y441封隔器、底部止回阀、反洗阀、丢手回接筒以及蝶板阀等,并针对CO2驱油特有的腐蚀性,提出了关于该管柱的防腐措施。胜利油田纯梁高89区块应用以来,CO2注入顺利,密封性能良好,且取得了较好的增油效果,为今后CO2驱的推广和应用提供了很好的借鉴。

水平井裸眼防砂失效因素分析及解决措施

针对水平井裸眼防砂完井一体化工艺技术失效的情况,对工艺进行了反复研究与分析,认为水平井裸眼防砂失效的主要因素为基管强度低、筛网强度差及洗井阀密封机构可靠性差。解决措施为:(1)选用专为稠油热采井设计的钢级为TP110的套管作为滤砂管的中心管;(2)对筛管的网眼布局和孔眼参数进行优化,优化后的网眼布局为177.9 mm×9.19 mm筛管、相位角30°、孔密240孔/m、孔半径12.6 mm;(3)研制了密封洗井阀球座的水平井洗井阀堵塞装置。

耐CO_2腐蚀注采管柱评价与选用

CO2腐蚀是油田开发过程中的一个严重问题。采用高温高压釜模拟高含CO2环境,采用失重法研究了13Cr油管试片、镀钨合金试片的防腐蚀性能,并和N80油管试片进行了比较,分析了现场应用效果。结果表明,在富CO2环境下,13Cr油管和镀钨合金管柱的腐蚀速率远小于N80,可作为CO2驱注采防腐蚀管柱。

筛管完井水平井酸洗管柱改进与应用

筛管完井水平井酸洗是解除裸眼段钻井液污染的有效措施,酸洗效果的优劣对油井的产能有着直接的影响。胜利油田前期的酸洗管柱存在着洗井阀关闭不严、洗井封隔器密封效果差、无泄流通道等问题,直接导致了水平井的酸洗效果差。对水平井酸洗管柱进行了针对性的改进,完善了洗井阀的密封结构,设计了带泄流通道的洗井封隔器,改善了酸洗的效果,有效地提高了筛管完井水平井的产能。

井下旋流油水分离器仿真研究

针对油田注水开采中存在的采出水过多,增加开采费用且污染环境的问题,提出井下油水分离技术,并对该技术中的井下旋流油水分离器进行了研究。将CFD仿真分析软件作为辅助手段,选择典型的旋流器模型,利用相似准则设计旋流器,对影响其分离效率的多个因素进行仿真模拟。分析结果表明,旋流器的锥段锥角、入口直径、溢流口直径等对其分离效率均有较大的影响,且都不是线性影响,其具体尺寸可通过比较优选后得到;加长尾管段的长度可以提高其分离效率,但是达到一定长度以后继续增加长度对分离效率的影响变弱;当圆柱段的长度与圆柱段的直径相等时,其分离效率最高。

复杂结构井完井多功能液压悬挂器

为保证复杂结构井中悬挂器的坐卡、丢手和密封的可靠性,研制了2种规格的多功能液压悬挂器。该悬挂器主要由回接和顶部封隔总成、双作用丢手总成、锁紧总成、液压坐卡总成和解卡总成等组成,集坐卡锁紧、双作用丢手和顶部环空封隔于一体,可解决复杂结构井中尾管、筛管悬挂和顶部密封的难题。现场5口井的应用表明,该悬挂器坐挂成功率高,液压丢手显示明显,顶部密封能够防止漏砂及管外水窜,并可提高固井质量。

基于CFD的压裂施工中定压节流器结构优化

为了减轻压裂过程中流体对定压节流器和外面套管的损坏,利用流体动力学分析软件FLUENT中的标准k-ε模型,对节流器附近流场和压力分布进行数值模拟分析,进而对套管内封隔器分段压裂工艺中定压节流器的入口形状和出口形状进行优化。计算结果表明,该模型中的节流器空腔内壁存在冲蚀破坏,这主要是由于节流器入口附近有旋流场存在;节流器入口采用流线形过渡形状,可以减弱入口处的旋流场;近似流线形的节流器出口形状能保证在较高的节流器底部压力的条件下,降低工具内壁的动压力,在射流处起到整流作用的同时,降低湍流强度,有利于减弱工具内壁所受冲蚀;组合使用入口过渡形状和流线形出口结构能有效减弱压裂过程中流体对压裂工具的冲蚀破坏。

液压脉冲式震荡解卡技术研究与应用

疏松砂岩油藏水平井为保证正常生产都需要进行防砂,防砂管失效时要进行作业需将防砂管捞出重新防砂生产。而目前进行防砂管打捞作业过程中,部分井由于砂卡严重,常会出现滤砂管拔断等情况。为此,开展了一种全新的脉冲震荡式震击解卡技术研究,创造性的设计出了液压脉冲震荡式增力器。该装置利用液压阀组的动作在井下鱼顶位置产生大吨位的解卡力的同时叠加了低频震荡的效果,使砂卡部位产生松动,提高了滤砂管整体打捞效果,取得了很好的应用效果,为滤砂管的打捞提供了全新的技术思路,有着广阔的应用前景。

滤砂管分段切割打捞一体化技术研究与应用

当生产井滤砂管防砂失效时,需要打捞滤砂管重新防砂。若井下滤砂管较长且砂卡严重,加上腐蚀等因素使滤砂管机械强度下降,一次性整体打捞的成功率低,现有的技术是先用内割刀将滤砂管分段切割,再下入打捞管柱进行分段打捞,可减小施工难度,但完成一次切割打捞需要分别起下一趟切割管柱和一趟打捞管柱,要将其全部打捞出来需反复进行多次施工,作业效率低。为提高作业效率,通过研制提放式油管内割刀和一体化捞矛形成了切割打捞一体化管柱,由割刀割断井下管柱后,直接下放管柱通过一体化捞矛将割断的油管捞出,切割打捞一趟管柱完成,可简化施工步骤。经过中间试验及现场应用,证明施工工艺简单可靠,能提高作业效率,节约作业成本,具有极大的推广应用价值。

长井段套管破损补贴修复技术研究与应用

现有套管内补贴修复技术只适用于修复套管破损段较短的情况。为此,研制了长井段补贴修复管柱,包括外层补贴管柱和内层施力管柱。外层补贴管柱包括衬管和与之连接的上、下胀管,上、下收缩缸和水力锚所构成的施力机构设置在衬管内,施力机构两端连接上加力环和下加力释放机构,通过安装在上、下胀管的胀头对外层补贴管柱实施膨胀补贴,衬管的长度不受限制,使该技术适用于修复长井段套管破损的情况。现场应用结果表明,该技术可针对大于10 m的长井段套管破损进行修复,完善了目前的套损修复技术系列,为稠油热采井的套损治理提供了技术支撑。