水平井K344封隔器不动管柱分段压裂技术及应用

针对前期水平井多段分段压裂,采用Y系列封隔器压后不能解封,油套不连通,开滑套球滞留井筒可能导致排液和采气通道不畅通、不能动管柱等难题。采用K344封隔器具有不动管柱压裂段数多,冲砂容易,不丢失压裂层段,压后自动解封,流动通道畅通及后期易于提出管柱等优点。经现场试验4口水平井,均顺利完成加砂压裂,最多分段数为10段,3口井压后封隔器解封,油套联通,较前期Y系列封隔器分段缩短测试周期30%以上,平均单井测试产量3.11×104m3/d,增产效果显著,在川西致密气藏水平井分段压裂改造具有更好的适应性。

K344-113型封隔器分层压裂工艺在大牛地气田的试验应用

大牛地气田低渗致密气藏,纵向上发育多套气层,且层间跨距较大,储层致密,单层产能不能满足配产要求,为此需要多套气层一起动用,实现合采投产。阐述了大牛地气田地质特征及压裂改造难点,提出K344-113型封隔器分层压裂工艺,并对该工艺的原理、特点及其配套工具进行了详细的说明,其中成功打开滑套是该工艺的技术难点。目前已经运用该工艺在现场试验了31井次,平均单层加砂量47.8 m3,平均单井加砂量119.6 m3,压后平均单井无阻流量7.4×104m3/d,其中单井最大无阻流量20.04×104m3/d,平均单井施工周期12天(两层);与逐层上返工艺相比,不仅缩短了作业周期,同时也大大降低了作业费用,适合在大牛地气田继续推广应用。

川西气田水平井K344封隔器分段压裂技术应用

川西气田前期水平井分段压裂采用Y341封隔器+喷砂滑套压裂完井管柱,压裂完成后不能自动解封。文章根据K344封隔器原理分析,推荐在水平井利用K344封隔器实施分段压裂的先导试验。通过试验表明,K344封隔器坐封方便、分段隔离针对性好、压裂后自动解封,压裂后能实现油套完全连通,水平井K344封隔器分段压裂工艺能兼顾川西水平气井分段压裂要求和采气生产需要。

K344波纹状钢骨架封隔器结构优化

在条件复杂的深油气井井下作业时,封隔器需要具备良好的耐高温、耐高压和密封性能,以此来提高封隔器的使用寿命。相较于传统的K344叠层钢带封隔器,K344波纹状钢骨架封隔器可以有效地减少内外胶筒中部应力,使中部受力更均匀,并可同时降低肩部受力。利用ABAQUS软件,对K344波纹状钢骨架封隔器的坐封过程进行有限元仿真分析,从结构和材料两方面对钢带的受力情况进行研究,并通过仿真分析优选出钢带的最优厚度以及钢带的最优材料。优化后的封隔器能够更好地适应深油气井的作业要求,提供了一种新的扩张式封隔器设计思路。

K344钢带式封隔器有限元仿真及结构优化

深井油气开采对应的高温、高压、高含硫等条件对井下封隔器的密封能力和使用寿命提出了更高的要求。K344钢带式封隔器通过内外胶筒之间的叠层钢带可以提高扩张胶筒的承压能力,改善其承压过程中的受力情况,增加使用寿命,适合深井油气开采的密封要求。应用有限元软件对其坐封过程进行了模拟,得出了关键部件(内胶筒、外胶筒和叠层钢带)的接触应力分布规律和叠层钢带防止胶筒“肩部突出”的机理,并通过仿真分析优选出两端叠层钢带之间的最优距离以及护箍圆角的最优半径,可为实际生产应用中钢带式封隔器的优化设计提供参考。

K344型可溶辅助解封压裂封隔器研制与应用

常规K344封隔器存在承压性能低、施工规模受限、解封不稳定或无法顺利解封的问题,不能满足大规模压裂施工和工具顺利起出的需要。K344型可溶辅助解封压裂封隔器采用辅助承压/解封机构和胶筒一体化中心管的结构形式,有效提高了工具的耐温、承压性能,同时在易变形部位采用可溶包覆层补位,提高了工具的解封可靠性。通过室内试验以及20口井的现场应用检验,其耐温、承压和解封性能满足设计要求,施工完成后可快速解封并顺利起出井筒,成功率100%。该封隔器适用于直斜井和水平井,可为大规模压裂施工提供技术支撑。

苏里格气田机械封隔器连续分层压裂技术

针对苏里格气田含气层系多、单层产量低的特点,进行了气井机械封隔器连续分层压裂技术研究,研发并优化了气井机械封隔器连续分层压裂管柱,研制了大通径K344封隔器、水力锚及耐磨的3.175 mm小级差滑套芯子等配套工具,可达到一趟管柱连续分层改造8层。80多口井的现场应用表明,该技术具有施工可靠、操作简单、成本低等优点。

多级压裂自助解封封隔器及其管柱研究与应用

为实现对河南油田安棚深层系和泌阳凹陷等区块中多层系及大跨度储层的低成本多级压裂增产措施,研制了一种多级压裂自助解封封隔器及其工艺管柱。该管柱主要由多级压裂自助解封封隔器和滑套喷砂节流器等工具组成。其中多级压裂自助解封封隔器设计了自助解封机构,压裂后可快速解封,消除了多级分层压裂易砂卡管柱的问题,同时具有良好的耐高温高压性能。滑套喷砂节流器设计了耐磨级差滑套,可实现投球打滑套分层压裂。5口井的现场试验证明,设计的工艺管柱耐温耐压性能良好,解封安全可靠,能满足河南油田多层油井1趟管柱分层改造的需要,具有良好的推广应用前景。

套管完井水平井找窜工艺管柱研究与应用

针对常规工艺管柱难以实现水平井多层多段找窜的问题,研制了水平井找窜工艺管柱。该管柱主要由水力循环阀、定压阀、K344封隔器、扶正器、水力锚、平衡单流阀以及投球滑套组成,以K344封隔器为核心工具,可实现多次重复坐封过程;管柱配套了新型平衡单流阀,成功解决了管柱在起、下钻过程中膨胀式封隔器易中途坐封以及管柱中途遇卡的技术难题,施工过程中无需反洗井即可动管柱,大大缩短了作业时间。现场应用结果表明,该管柱结构设计合理,配套工具性能可靠,施工工序简单、风险低,具有现场推广应用价值。

射孔压裂封隔一体化压裂管柱的改进

常规射孔地层污染大,不动管柱水力喷射压裂难以保证层间完全封隔,且底封拖动水力射孔压裂压后封隔器解封困难。通过改进水力喷砂器和K344封隔器结构,采用滑套式K344封隔器+水力锚+滑套式水力喷砂器的结构单元,实现了水力射孔分层压裂与机械封隔一体化的管柱设计,达到定点压裂,定点改造,同时保证层间封隔的效果。现场应用于苏25-A井,一趟管柱完成盒8段两层喷射压裂作业,压力平衡后,K344封隔器自动解封,施工安全可靠。改进后的一体化压裂管柱实现了机械封隔、水力射孔、多级压裂联作工艺,具有推广价值。