塔里木盆地深井超深井分级固井新技术与应用

塔里木盆地深井、超深井二叠系火成岩裂缝层发育,固井过程中易发生失返性漏失,导致套管环空无水泥环井段长以及固井质量较差等一系列问题。文章研发了一种新型封隔式分级注水泥器,通过封隔器膨胀实现环空封隔,防止一级固井施工结束后分级注水泥器以下的漏失层返吐污染二级固井水泥浆,避免二级固井时井下发生漏失,减少固井后管外无水泥环的长度等。联机性能测试实验表明,在井径扩大率≦10%条件下,可实现环空封隔能力达35 MPa。目前,该封隔式注水泥器已经在塔里木盆地易漏失井推广应用100余井次,实现了二叠系漏失层技术套管的二级固井水泥浆一次性上返和裸眼全封,有效助推了油气勘探开发的提速提效,实现了综合固井质量提高30%~40%,改变了以往漏失井技套只能采取“正注反挤”工艺的施工现状,成功为长裸眼易漏井固井施工探索出一条全新的解决方案,具有广阔的应用前景。

基于热流固耦合的分级注水泥器失效分析

针对分级注水泥器在实际固井使用过程中出现的循环孔打不开、关不上等失效问题,基于热流固耦合分析理论和CFD数值模拟方法,结合某油井的实际固井数据,建立从井口到分级注水泥器位置处的完整三维有限元模型.运用流体计算软件得到不同流体在不同井深位置处产生的压力与温度,将流体域求得的压力与温度传递到固体域,对分级注水泥器变形进行分析.结果表明,固井过程中注入不同流体产生的压力不同,压力对分级注水泥器的变形量有较大影响,本体与滑套的变形是导致循环孔无法正常打开或关闭的主要原因.

基于响应面法的分级注水泥器结构优化

分级注水泥器在实际使用过程中结构刚度不能完全达到固井需求,经常由于结构变形造成循环孔打开或关闭失败。为此,采用响应面优化方法对分级注水泥器本体和滑套的5个关键尺寸参数进行改进,以达到提高结构刚度的目的。优化结果表明:采用拉丁超立方试验设计法的计算结果拟合出滑套最大变形量与质量,本体总变形、径向变形及质量的响应曲面;根据拟合的响应面,通过多目标遗传算法预测出滑套和本体设计变量的最优参数组合,并进一步构建了相应的优化模型;通过对滑套及本体进行热流固耦合分析可得,优化后滑套最大变形量减少了47.3%,本体最大总变形量减少了32.0%,本体最大径向变形量减少了62.7%。所得结论可为分级注水泥器设计提供理论参考。

先期防砂筛管顶部固井一体化技术

巴彦油田LH等区块储层出砂严重,井壁稳定性差,井径扩大率大,次生腐蚀介质,局部膏岩对筛管挤压强度高,现有筛管顶部注水泥技术无法满足油田长期开发的需求,为此,进行了先期防砂与筛管顶部固井相结合的一体化技术研究。通过优选高性能等离子割缝筛管,配套筛管外封隔器,实现对稳定性差、易出砂的储层段的先期防砂和封堵;优选叠加交错式金属钢带骨架结构,改进了高扩张比封隔器保护套,可以实现井径扩大率15%情况下的有效封隔;对压差式分级箍进行碳化钨喷涂处理,提高其抗冲蚀性能,确保分级箍可靠关闭。3口井的现场试验结果表明,采用先期防砂固完井一体化施工,储层疏松砂岩及局部泥岩封堵有效,未见明显出砂、垮塌及筛管失效,扩径井段封隔效果可靠,水泥浆未发生窜流,分级箍关闭后未出现密封失效问题,有效解决了该区块固井与防砂难题。

引种欧洲黑杨无性系苗期生长测定与选择

对引进的59个欧洲黑杨无性系苗期生长性状进行了测定。结果表明,无性系间苗高和地径表现出极显著差异,具有较丰富的遗传变异基础。无性系苗高广义遗传力为84.79%,遗传变异系数为10.55%;地径广义遗传力为79.22%,遗传变异系数为11.8%。以苗高、地径年生长量为指标,应用多性状综合评价法,选出表现好的欧洲黑杨无性系13个,其苗高遗传增益为12.3%,地径遗传增益为12.2%,其中的N8,N51,N48表现特别突出,综合评比超过或接近参照种欧美杨107号,如果选择这3个无性系,则苗高遗传增益可达18.5%,地径遗传增益可达23.5%。

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。

新型封隔式固井分级箍的研制与应用

塔里木盆地深井、超深井采用常规固井一次封固4000~5000 m难度大,常采用分级固井工艺进行施工,因发育易漏地层,使用常规分级箍双级固井存在一级固井漏失、二级固井井口失返等问题,导致自由套管段长,影响固井质量。针对该技术难题,成功研制了新型封隔式固井分级箍。该分级箍包括分级箍单元、注液连接阀和水力扩张封隔器单元,在完成分级固井作业的基础上,增加了一级固井后封隔器胀封的功能,能够有效在进行二级固井时封隔套管与裸眼间的环空,降低二级固井漏失几率,提高水泥返高。室内试验与现场应用结果表明,此工具安全可靠,二级固井过程无漏失,提高了固井质量并节约了成本,为低压易漏长封固井段固井提供了有力的技术保证,应用前景广阔。

顺北油气田防漏固井用封隔式分级箍研制与应用

顺北油气田二叠系固井极易发生漏失,环空水泥缺失长度超过2000 m,导致生产期间套损严重。针对该问题,研制了封隔式分级箍,并进行了室内性能评价试验和现场应用。室内性能评价试验发现,该分级箍不仅具有常规分级箍的功能,还可以在一级固井后胀封封隔器,封隔漏层,防止二级固井时发生漏失,提高环空水泥环完整性;封隔器胀封后,环空封隔能力可达20 MPa;循环孔关闭后,管内密封能力不低于套管抗内压强度。顺北油气田9口井应用了封隔式分级箍,二级固井平均漏失量由105.1 m3降至3.5 m3,环空水泥缺失长度由2048 m缩短至350 m,节约固井成本约1100万元。封隔式分级箍解决了长裸眼易漏失井段固井时的漏失问题,为顺北油气田的高效开发提供了技术支撑。

多功能双级打捞筒的研制与应用

对井下落物的种类以及所使用的打捞工具进行了介绍,针对鱼顶偏磨、破裂、腐蚀等不规则鱼顶的落物打捞成功率低的问题进行了分析,提出了研制多功能双级卡瓦打捞筒的设计方案,它由上接头、上筒体、弹簧、双级卡瓦、下筒体和引鞋等组成。打捞筒的筒体、卡瓦采用优质合金钢,经热处理后适用于中深井、深井打捞。应用表明,该打捞筒设计原理科学合理,技术性能可靠,现场操作方便,打捞成功率高。

新型筛管顶部注水泥工艺及配套装置分析

针对传统筛管顶部注水泥工艺中,管内液柱振动易导致分级箍提前开孔,管外封隔器提前涨封等问题。提出新型筛管顶部注水泥工艺方案,研制2套独立的配套装置。该装置集管外封隔器、分级注水泥器、平衡阀、球座为一体,用球座和平衡阀替代常规管柱中的盲板结构,改变传统管柱结构中的“死腔”形式。新型结构在下套管过程中不产生水击压力。如果发生管柱遇阻情况,通过开泵循环的方式能帮助套管下放到位,避免了常规工艺中的施工风险,具有良好的应用前景。

塔里木盆地塔河油田水平井施工程序及关键技术

塔河油田是中石化新星石油公司的重点开发区块 ,随着西部大开发的战略需要及油气东输重点工程的全面启动 ,加速了勘探开发步伐。作者在广泛调研的基础上 ,根据塔河油田的地质特征及钻井难点 ,结合TK1 1 2H、TK1 1 0H、TK1 1 1H、TK2 2 0H几口水平井的钻井实践 ,总结了该区块水平井的基本施工程序及各个阶段的关键技术 ,供以后施工时参考。

筛管顶注双级箍防提前打开装置的研制与应用

液压式双级箍提前打开严重影响筛管顶注工艺的实施,研究和规避双级箍提前打开风险对于筛管顶注工艺推广应用具有重要意义。为此,对双级箍循环孔提前打开进行机理分析和数值计算,得到了水击压力和抽吸压力共同作用下的复合压力是造成双级箍提前打开的主要原因。鉴于此,研制了一套具有快速下入和自动灌浆功能的双级箍防提前打开装置。通过结构设计与地面试验,验证了方案的可行性。5口井的现场应用中,该装置实现了套管快速下入和自动灌浆功能,缩短了施工周期,验证了该装置具有良好的可操作性。双级箍防提前打开装置的研制成功,为石油钻完井提质增效提供了一种新的技术手段。

新型固井工具研制

介绍自行研制的新型固井工具———液压自动脱挂尾管悬挂器、自通径液压分级注水泥器和自灌自锁套管浮箍的结构、工作原理、技术参数及现场应用情况。现场应用证明三种工具设计合理、性能可靠 ,经济效益显著 ,能满足深井。

双级固井中双级箍存在的问题分析及对策

深井、超深井及各种复杂井大量使用双级固井技术,促使科研人员研发了各种尺寸的双级箍。现场使用的双级箍存在打开困难或打不开,打开后不能建立循环,关闭不严,提前打开、关闭,钻除内套后试不住压及替空等问题。在总结双级箍存在问题的基础上,借助典型井例对各个问题进行了剖析,对各种问题提出了解决措施和建议,旨在提高双级固井质量,提高我国的双级箍研发水平,减少钻井事故的发生,降低钻井成本。

双级箍固井技术在固2井盐膏层中的应用

固2井的盐膏层纯度高,蠕动能力强,钻进过程中出现憋跳钻、接单根挂卡、起下钻遇阻、遇卡等各种复杂情况,盐膏层蠕变和挤压也会造成套管下入困难,甚至挤毁套管,因此含膏盐层段的固井质量是下一步作业和完井的关键。通过分析该井存在的固井难点,进行了固井套管串结构、水泥浆液柱结构优化及双级箍选型,应用性能优良的盐水水泥浆体系,提高了盐膏层段固井质量。

大尺寸井眼双级注水泥的研究和应用

随着国内深井超深井的不断增加,在技术套管固井过程中面临着裸眼段长、套管尺寸大、套管下入深、封固段长、水泥浆量大、地层易漏失、水泥浆失重等问题,采用双级注水泥可以解决以上难题。从超大井眼长裸眼段固井面临的难点和双级注水泥分级箍的结构和工作原理出发,针对川东北马深1井存在气层压稳与漏失窗口小、套管尺寸大下入深等固井难题进行了分级箍位置确定、固井方案设计、反挤固井工艺制定和补救措施制定;并结合现场施工对固井质量进行了分析与评价。川东北马深1井Φ339.7 mm技术套管下深4 295 m,分级箍位置2 700.17~2 701.29 m,固井质量优良率达到了92%,为深井超深井的大尺寸双级固井施工提供了宝贵的经验。

改良式颈围领衬垫在颈椎术后患者中的应用及效果观察

目的探讨自行设计的颈围领衬垫在颈椎术后患者中的作用及疗效。方法选取我院骨科2016年11月-2017年1月行颈椎术后得50例患者为观察组,2016年6-10月行颈椎术后的50例患者为对照组。两组术后均佩戴颈围领,对照组患者使用毛巾作为衬垫,观察组患者使用改良式颈围领衬垫,比较两组患者的舒适度、Ⅰ期压伤发生率及护士为每位患者佩戴颈围领的操作时间。结果观察组局部舒适度高于对照组,颈部周围皮肤Ⅰ期压伤发生率及护士为每患者佩戴颈围领的操作时间均低于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。结论改良式颈围领衬垫在患者舒适度、Ⅰ期压伤发生率及佩戴操作时间上均优于传统毛巾衬垫,值得在临床推广使用。

ECP完井管柱应用情况分析与发展方向探讨

套管外封隔器技术在油田的勘探开发中发挥了重要作用,得到钻完井技术人员的广泛关注。通过分析现有套管外封隔器技术特点,介绍了每种套管外封隔器的优势和不足,总结了套管外封隔器的主要应用范围,结合辽河油田和国内其他油田的基于套管外封隔器完井管柱的应用实际,分析了每种工艺管柱施工的关键点,总结了套管外封隔器施工的主要注意事项,为根据工程需要合理设计完井管柱结构提供了依据,最后在总结分析的基础上,探讨了套管外封隔器完井技术的发展方向,可为套管外封隔器技应用技术的深入研究提供参考。

液压式双级箍的研制及应用

普通型双级箍多为重力塞开孔型 ,需要时只有从国外定购。液压式双级箍则采用液压开孔 ,一级碰压后 ,憋压即可开孔进行二级注水泥 ,扩大了双级箍的使用范围 ,比普通型双级箍更安全有效 ,操作简单。经室内试验和 3口水平井的现场实验 ,证明其结构合理 ,是能够满足现场需要的固井、完井工具 ,该工具的费用仅为国外同类产品的 30 %～ 40 %。目前 ,已研制开发了 139 7和 177 8液压双级箍。

哈萨克斯坦热德拜油气田水平井双分级箍固井技术研究

哈萨克斯坦热德拜油气田位于哈国曼格什拉克半岛西部,该油田于1961年被发现,1967年投入工业开发,历经40多年的开发,综合含水率达到63%,已进入中高含水开发阶段,一些问题随之显现:自然递减加快、措施效果变差、保持稳产或延缓递减面临诸多困难。为了挖掘剩余潜力,保持井区稳产高产,加快热德拜油田的自然产能建设,井区内采用水平井开采,同时为减少成本及井身结构既定为二开的条件下,水泥浆需返至地面、纵向上气藏储层的封固以及易漏层的存在等要求,完井管串固井使用双分级箍固井方式,自2012年开始由西部钻探钻井工程技术研究院在哈国热德拜油气田首次进行了水平井双分级箍固井工艺技术试验,分析了该固井技术的主要技术难题与对策,认为固井合格率及优质率仍有可提高的空间。通过两年间不断改进相应的工艺技术,截止2014年,所形成的技术已经在该油气田进行了30余口井的施工应用,取得了良好的效果。