鄂尔多斯盆地水平井多级滑套分段压裂技术

鄂尔多斯盆地大牛地气田和红河油田长水平段裸眼水平井分段压裂时,存在长水平段一次性分隔、裂缝发育与井径扩大井段的有效封隔等问题,针对其地质条件、裂缝发育情况及井眼轨迹与井径变化情况,研制了裸眼水平井多级滑套分段压裂工具,形成了裸眼水平井多级滑套分段压裂技术。该技术在鄂尔多斯盆地20余口水平井进行了应用,共完成了200段的压裂施工。应用结果表明:包含裸眼水平井多级滑套分段压裂工具的完井管柱下入顺利,封隔器封隔有效,滑套打开成功率100%,压裂后增产效果良好。这表明裸眼水平井多级滑套分段压裂技术可以解决大牛地气田和红河油田长水平段裸眼水平井分段压裂中存在的问题,可在鄂尔多斯盆地进行大规模推广应用。

无线射频识别技术在多级滑套压裂工具中的应用探讨

为了实现多级滑套压裂工具全通径、无级数限制和智能操控,研究了无线射频识别(RFID)技术驱动滑套的工作原理和施工工艺。RFID滑套由胶囊标签、天线单元、控制单元、执行单元、动作单元和连接单元等部分构成。胶囊标签携带信息码通过RFID滑套,激活控制单元接收信息码,当信息匹配时,控制单元输出控制命令,启动执行单元动作,实现滑套的打开或关闭动作。通过技术调研,掌握了RFID滑套的工作原理和施工工艺,明确了RFID滑套研制的关键技术难点,为无线射频识别技术在多级滑套压裂工具中的应用提供了技术支持。

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。

系列新型双级注水泥器的设计与应用

针对常规双级注水泥器现场应用时可能会出现打开困难、关闭不严或关闭困难、钻除附件后密封失效等问题,开发了系列新型双级注水泥器。该注水泥器采用内关闭式结构,减少了运动部件,打开和关闭均由相同材质的零件相对运动实现,从而避免了因温度、压力等因素造成的配合间隙变小而不能正常打开/关闭的问题;在关闭套和本体间设置了防转机构,以便在附件钻除过程中,有效防止关闭套与钻头一起转动而引起的密封失效。介绍了系列新型双级注水泥器的结构、工作原理和技术特点。地面试验和现场应用证明,系列新型双级注水泥器达到了设计要求,解决了常规双级注水泥器现场应用时常出现的一些问题。

超大尺寸双级注水泥器的研制与应用

为解决常规双级注水泥器关闭不严、关闭压力过高及在扫除附件后密封失效等问题,开发了YFZ-A型外关闭式大尺寸双级注水泥器。该双级注水泥器由双级箍总成、挠性塞、打开塞、关闭塞、中胶塞及挠性塞座等部件组成。该注水泥器采用外关闭式结构,将关闭套置于双级注水泥器本体外,在进行扫塞作业时,可有效避免钻头损伤关闭套及其密封件情况的发生,从而根除了扫塞后密封失效问题;另外,它一改由关闭塞推动关闭套下行关闭的传统结构型式,而由液压推动关闭套下行关闭,使得关闭更可靠。密封试验及各种功能试验表明,挠性塞通过压力、打开压力、关闭压力、密封能力等各项性能指标均达到设计要求,并在现场取得良好应用效果。

选择性重复压裂工具关键技术

为了在重复压裂过程中用水力喷射射孔替代火工品射孔,并延长水力喷射工具单趟管柱的使用寿命,同时解决常规扩张封隔器胀封承压后残余变形大、易卡管柱等问题,研制了选择性重复压裂工具。该工具的射孔通道和压裂通道分开设计,通过联作芯轴实现两个通道的转换;根据通道转换特性和施工工艺特征,设计了适时坐封跨接组合式封隔器;为提高承压能力、减小变形,跨接式封隔器胶筒两端均采用了嵌套弹簧式结构。通过室内测试和现场试验验证了选段性重复压裂工具封隔器的封隔性能和通道转换能力。研究结果表明,选择性重复压裂工具可以实现射孔、压裂自由转换、自由选择,减小单段喷嘴的过砂量,延长单趟管柱的使用寿命;封隔器可实现适时坐封解封,胶筒残余变形小且可靠,更易于封隔器的解封及管柱的起出。

封隔式分级注水泥器在普光气田的应用

针对普光气田海相井气层保护固井—打“悬空塞”固井工艺,工序多,施工成本高,井控风险隐患大,生产过程存在环空带压风险等问题,笔者团队研发了177.8 mm封隔式分级注水泥器,实现环空封隔与分级注水泥联作控制,注水泥孔打得开、关得上,密封严;环空裸眼封隔压力高,可应用于普光深层顶部注水泥工艺。该工具在中国石化“示范井工程”普光某井首次试验成功,又在大湾某井应用成功,封隔环空、实现对下部气层的有效保护和顶部的注水泥作业,保证固井质量,节省钻井周期,提高施工安全性。封隔式分级注水泥器在普光深层的成功应用表明,该工具不仅可用于深层、超深层漏失井分级固井工艺,也可应用于产层顶部注水泥工艺。

套管水平井全通径分段压裂工具新进展

为了满足页岩气、低渗透油气、煤层气等非常规油气储层的高效和低成本开发需求,国内外诸多机构都开展了水平井全通径无限级分段压裂技术攻关研究,已经形成完善的工具系统及配套现场施工工艺。文中介绍了国内外目前针对水平井开发非常规储层的新兴全通径分段压裂技术原理、关键工具组成与结构特点以及现场应用效果,并结合国内非常规油气藏开发需求,剖析了下一步重点关键技术攻关研究方向,主要从创新工具结构设计、研制新型工程材料、完善工具性能测试等方面着手,突破技术研发和应用瓶颈,以尽快实现国内套管井全通径分段压裂工具自主化,为油气田高效开发提供技术支撑。

一球多簇分段压裂滑套工具技术研究

多级滑套分段压裂工艺技术和泵送桥塞分段压裂工艺技术各自都存在应用局限,国外开发的一球多簇分段压裂滑套工艺技术能弥补现有技术的不足。简要介绍了一球多簇分段压裂工具技术的发展状况、工艺技术原理、工具功能结构,并对该工具设计及应用中的关键参数进行了设计计算。一球多簇分段压裂滑套工具能够通过投放1球实现多点压裂,形成足够多的裂缝连通储藏,从而提高油气采收率。簇式滑套是实现投放1枚憋压球开启多簇滑套的关键工具,而其独特结构的球座是实现该功能的关键部件。该工艺技术为非常规油气的高效开采提供了新的方法。

中国特殊双级注水泥器的研制现状与发展趋势

针对深井、超深井、水平井、分支井、大位移井、小井眼以及复杂井眼条件下的固井压力高或固井时间长的特点,中国近几年研制开发了部分新型双级注水泥器。详细介绍了用于水平井和大斜度井的双级注水泥器、防止CO2/H2S气体腐蚀的特殊双级注水泥器、适用于老井加深或套管开窗侧钻的小尺寸双级注水泥器、不钻内套的双级注水泥器、用于复杂完井作业的双级注水泥器等的研制与应用情况,并分析了其发展趋势。

水平井完井用可捞式分级注水泥器

为解决常规ф139.7 mm分级注水泥器在固井结束后存在的附件钻除难题,研制了一种新型的适用于水平井完井的可捞式分级注水泥器。通过开展高承载打捞机构、大间隙密封和压胶塞替浆等关键结构和工艺的研究,实现了固井后内部附件一次性提出井口,无需钻除作业即可达到全通径的应用要求。地面试验和入井试验表明,可捞式分级注水泥器的打开和关闭功能正常,内部附件可顺利打捞出井口,满足了现场应用条件。

无骨架内衬扩张式封隔器的研制与现场试验

为解决常规钢丝帘线或重叠钢片式扩张封隔器胀封承压后残余变形大、易卡管柱的问题,通过设计无骨架内衬扩张式胶筒,研制了无骨架内衬扩张式封隔器。该封隔器采用两端嵌套弹簧的方式来提高胶筒多次坐封的可靠性,在工作压差2.5~5.0 MPa下,胶筒可以充分胀封并可靠密封。室内试验表明,无骨架内衬扩张式封隔器在150℃下可以反复坐封/解封50次,双向承压85 MPa,解封后胶筒残余变形率小于1.5%。该封隔器在延长油田2口老井重复复压裂施工中进行了试验,其坐封显示明显,且在井内工作50h多后,顺利解封,封隔器胶筒完好,外径仅由108mm扩大至109mm。研究结果表明,无骨架内衬扩张式封隔器封隔能力强,能重复坐封、解封,比常规扩张封隔器胶筒残余变形小,更易于解封起出管柱。

水平井分段压裂管柱堵塞分析及对策

水平井裸眼封隔器完井分段压裂技术在压裂施工过程中存在较大风险。针对红河油田HH36P107井裸眼封隔器完井分段压裂预置管柱下入后循环通道堵死问题,根据施工现象进行深入分析。首先确定循环通道堵塞类型为管内堵塞,再根据具体情况,有针对性地制定合理的处理措施。利用连续管对井筒进行冲洗处理循环通道堵塞的方法,不仅轻松排除掉管内沉砂类堵塞物,建立起畅通的进液通道,也为后续分段压裂施工奠定了基础,而且风险小、时间短、节约成本,具有良好的经济效益。

液压蓄能技术在射频识别滑套上的应用实践

常见的压裂滑套存在压裂级数受限、管柱不能实现全通径、开关工具频繁起下钻效率低等问题。鉴于此,开展了液压蓄能技术在射频识别滑套上应用的研究。分析了该技术在射频识别滑套工具上应用的关键技术点,开展了液压蓄能器结构设计、蓄能器关键参数设计、强度计算和液压驱动系统设计,并在此基础上进行了液压蓄能式压裂滑套的整体结构设计、工具试制及地面性能测试。理论计算和地面试验结果证明,液压蓄能技术可以应用于石油井下工具中,且能够收到良好的应用效果。研究结果可为射频识别滑套在现场的安全应用提供参考。

国内分级注水泥工艺需求与开发对策

为适应国内石油钻井复杂的环境和提质提速提效的双向需求,近几年不断有新型的分级注水泥器被研制应用。这些新型分级注水泥器包括:滑脱式免钻塞分级注水泥器、打捞式免钻塞分级注水泥器、特殊尺寸分级注水泥器、防腐蚀的分级注水泥器、气密封分级注水泥器、封隔式分级注水泥器等。这些特殊分级注水泥器针对各油田的特殊需求而研制开发并成功应用。介绍了国内近几年针对市场需求研制的几种分级注水泥器,并就其发展方向提出了建议。

移相整流变压器三维漏磁场和短路阻抗的数值仿真研究

建立了三维漏磁场和等效电路模型,对移相整流变压器的漏磁场、绕组的感应电流和短路阻抗进行了仿真计算。

国外固井胶塞研究新进展

为降低水泥浆受污染程度,提高钻井效率及固井质量,近几年不断有新型胶塞被研制应用。介绍了国外4种新型固井胶塞,即,套管固井防转固井胶塞、尾管固井多胶塞系统、尾管悬挂-分级注-封隔器联合固井4塞系统、深海套管固井海底释放塞系统的结构特点和工作原理,可为国内胶塞的研制、改进和创新提供参考。

一种三相五柱式非晶合金变压器铁心及其制作方法

本文中作者介绍了一种三相五柱式非晶合金变压器铁心的具体结构,分析了结构的特点,并详细介绍了该种铁心的制作方法。

一种低压为双电压输出的干式变压器

1引言现在市场上对特种变压器的需求越来越多，主要表现为绕组出头多、阻抗要求严格及体积小等，使得变压器设计越来越复杂．下面笔者举一实例说明一种低压绕组为箔绕，双电压输出的干式变压器的设计方法和设计时注意事项。