北黄海太阳盆地复杂深井小间隙尾管固井技术

北黄海太阳盆地小间隙尾管固井时,砾石层漏失严重,煤层掉块造成环空憋堵,导致顶替效率低,固井质量差。为此,从固井工具和水泥浆着手,优化井眼准备措施,应用封隔式内嵌卡瓦尾管悬挂器增大环空过流面积,采用基体抗侵纤维防漏水泥浆降低漏失风险,研究形成了一套适合北黄海太阳盆地复杂深井的防憋堵、防漏失小间隙尾管固井技术。该固井技术在4口井进行了现场应用,均取得了良好的应用效果,固井施工未发生憋堵和漏失,固井质量合格。研究结果表明,该技术可以有效解决北黄海太阳盆地尾管固井质量差的问题,有利于该区域油气资源的进一步勘探开发,具有一定的推广应用价值。

中国石化深层超深层油气井固井技术新进展与发展建议

我国深层超深层油气井固井面临高温、高压、复杂介质和复杂工况等的挑战,水泥环长效密封完整性难以保证,常规固井技术与装置不能满足需求,亟需理论创新和研究井筒完整性固井新技术。近年来,中国石化通过科研攻关,完善了固井水泥环密封完整性理论体系,建立了复杂工况条件下的水泥环密封失效控制方法,研发了“防窜、防腐、防漏、防损伤”高性能水泥浆,研制了适用于深层复杂工况环境的固井尾管悬挂器、分级注水泥器及配套附件,提出了固井优化设计新方法,形成了深层复杂油气藏固井新技术。建议今后进一步完善特色水泥浆技术体系,研发绿色、智能环保材料,攻关固井技术信息化与智能化,持续推进基础理论研究,提高深层超深层复杂油气井固井质量。

海上超深复杂井固井技术在东海的应用

东海随着海洋油气勘探开发规模的不断扩大,依托海洋钻井平台和人工岛钻大位移井数量越来越多,难度也越来越大,最深为7506 m,海上长裸眼段井斜大,煤层和破碎带较多,易坍塌,打钻过程经常遇阻憋压憋扭,下套管困难,有多口井套管或者筛管下不到位情况发生。另外由于煤层和断层较多,打钻期间经常发生漏失,严重时常有失返情况发生,固井压力窗口窄,极易发生漏失,给固井提出了很大挑战。为了保证东海固井质量支持东海地质勘探开发,引入了海上超深复杂井下套管技术,如:平衡液压缸+一次性马达配合软件模拟下套管技术,利用无极限尾管挂与一次性马达配套旋转划眼下套管技术;精细控压固井技术,精准控制ECD防漏,保证了PH12、PH15、KQT-B6S1等8口海上超深复杂井套管顺利到位,固井施工顺利,并保证了固井质量合格,为今后东海同类大位移深井固井提供了依据。

整体气密封尾管悬挂器技术研究进展及发展建议

随着油气勘探开发不断往深井、超深井等高温高压井方向发展,油气行业对尾管悬挂器的整体气密封能力提出了更高的要求,常规的液压尾管悬挂器由于在本体上存在液缸传压孔及橡胶密封件,导致存在密封薄弱点,难以满足井筒长时间密封完整性及后期压裂等高压完井作业要求,为此,国外公司相继研发了整体气密封尾管悬挂器技术,对坐挂驱动机构设计进行了创新,尾管悬挂器本体采用一体式结构,不存在传压孔或密封件等密封薄弱环节,大幅提升了系统整体气密封能力。本文在对比常规液压尾管悬挂器结构组成的基础上,介绍了国外几种代表性的整体气密封尾管悬挂器结构原理和技术特点,总结分析了尾管悬挂器未来发展的趋势,提出了今后尾管悬挂器技术研发方向的几点建议。

膨胀悬挂器管材耐电化学腐蚀性能研究

为了确定膨胀后的尾管与外部不同材质的技术套管之间是否存在电化学腐蚀,选择膨胀后的尾管J55-1、J55-2材料和外部技术套管材料N80和P110,利用线性极化法、电化学阻抗谱图法进行电化学腐蚀试验,通过测量不同金属的极化曲线和电化学阻抗谱,判定电偶腐蚀的敏感性。结果表明,不同膨胀率的J55钢材与外部的N80或P110套管配合使用时,发生电偶腐蚀的敏感性较小。在4种地层水溶液中,J55-2钢腐蚀速率高于J55-1钢,应当优先选用J55-1钢,且J55-2钢和P110钢的腐蚀速率高于J55-1钢和N80钢。4种材料在地层水溶液1中腐蚀速率最大,高浓度的碳酸氢根离子对材料在氯离子溶液中的腐蚀具有很强的促进作用。

大位移水平井D9h配套钻井技术

渤海中部区块,明化镇地层为大段的松散、黏软泥岩,参考已经作业井情况,该区块复杂情况较多,钻进中卡钻等复杂情况较多,所以未知因素较多,钻井作业井下风险较大。主要介绍了关键技术方案的制定和作业过程中的关键技术措施,为渤海中部地区浅部地层钻大位移井及大位移水平井提供参考。

国内特殊尾管悬挂器研制现状与发展趋势

为适应水平井、分支井、大位移井、小井眼井以及复杂井眼条件下的尾管固井要求 ,近几年不断有新型尾管悬挂器被研制应用。这些新型尾管悬挂器包括 :可有效解决尾管重叠段封固质量差和油气水窜的集尾管悬挂器、封隔器于一体的尾管封隔悬挂器及其回接装置 ;具有液压、机械 2种坐挂功能的双作用尾管悬挂器 ;用于深井钻井中的超大尺寸、重负荷尾管悬挂器 ;适用于老井和套管开窗侧钻井的小尺寸尾管悬挂器 ;防止CO2 、H2 S气体腐蚀的特殊尾管悬挂器以及水平井尾管悬挂完井系统等。这些特殊尾管悬挂器在国内陆上和海上油田的应用中 ,均取得良好效果。介绍了其研制及应用概况 ,并就其发展方向提出了建议。

旋转尾管悬挂器的研制与应用

旋转尾管悬挂固井技术能解决尾管入井过程中的遇阻等复杂情况,并可提高水泥浆顶替效率和尾管固井质量,但该技术的核心旋转尾管悬挂器及其配套工具制造技术被国外公司垄断。为打破技术垄断,研制了具有自主知识产权的旋转尾管悬挂器。介绍了旋转尾管悬挂器的设计要点、结构和工作原理,并通过地面性能试验、液压丢手试验及模拟入井试验考察了旋转尾管悬挂器的各项性能。地面性能试验表明,旋转尾管悬挂器的坐挂压力、整体密封压力及承载能力均满足设计要求;液压丢手试验表明,液压丢手工具的抗拉和抗压能力均能满足设计要求,能实现液压、机械两种丢手功能;模拟入井试验表明,旋转尾管悬挂器能实现坐挂、丢手、旋转功能,各项技术参数与设计相符,达到了设计要求。现场应用表明,所研制的尾管悬挂器不但顺利实现了坐挂、丢手、旋转功能,还通过旋转提高了尾管固井质量。

膨胀尾管悬挂器研究及应用

常规尾管悬挂器由于密封性能差、内通径小等问题很难满足生产需要,为此,对悬挂及密封材料、液压及机械相结合的膨胀机构、膨胀方式、爆破盘等关键技术进行了研究,研制了膨胀尾管悬挂器。介绍了其结构和工作原理,阐述了其技术优点:该技术把膨胀套管技术应用到尾管完井领域,密封悬挂机构采用高强度橡胶材料,膨胀方式采用液压和机械相结合、由上至下的膨胀方式,设计了爆破盘。为检验膨胀尾管悬挂器的性能指标,进行了膨胀尾管悬挂器室内试验,验证了膨胀尾管悬挂器的基本性能。在王102-侧54井进行了侧钻井现场试验,悬挂?95 mm尾管901.67 m。膨胀尾管悬挂器集尾管悬挂器及上封隔器于一身,有效解决了尾管头漏失问题,且悬挂密封可靠,内通径远大于尾管内径,是尾管完井技术的最新发展方向。

多功能尾管悬挂器关键技术研究

随着深井、超深井、水平井、高温高压井等复杂井越来越多,固井施工的难度越来越大,常规尾管固井工具及工艺难以满足现场需求。为解决复杂井况下的固井技术难题,研制了新型多功能尾管悬挂器,设计了旋转机构、坐挂机构、液压丢手、顶部封隔等多个功能模块,并采用有限元方法对关键部件进行仿真分析,优化了各功能模块的结构和参数。计算和地面试验证明,各功能模块的性能、功能及技术参数符合设计要求。多功能尾管悬挂器在涠洲WZ6-12-A3S井进行了现场试验,结果表明,该尾管悬挂器对现场复杂井况具有较强的适应能力和可靠性。

新型封隔式尾管悬挂器的开发与应用

针对常规尾管固井重叠段固井质量差的问题,研制了新型封隔式尾管悬挂器。该悬挂器具有悬挂、封隔两种功能,能够有效地密封重叠段,防止油、气、水窜的发生。地面试验和现场应用表明,封隔式尾管悬挂器结构合理,密封可靠,操作简便,有效地解决了尾管固井过程中重叠段固井质量差的难题,具有极大的推广应用价值。

内嵌卡瓦尾管悬挂器坐挂系统力学模型研究

内嵌卡瓦式尾管悬挂器结构复杂,卡瓦咬合力是决定尾管悬挂器坐挂成功的关键因素。根据内嵌卡瓦坐挂系统的结构形式和加工工艺,根据矩阵理论建立了内嵌卡瓦式尾管悬挂器坐挂系统的力学模型,得到了卡瓦咬合力的理论计算方法,分析了卡瓦的咬合力与尾管重力、加工过程中刀具转角和接触面的摩擦系数的关系。进行了内嵌卡瓦尾管悬挂器与套管的坐挂试验,通过应变测试系统对不同轴向载荷下的套管外侧应变进行了采集与分析,基于拉梅公式进一步得到了卡瓦与套管内壁的接触应力。研究结果表明,卡瓦与套管接触应变的理论计算值与试验平均值比较吻合,最大应力约为平均应力的150%,最小应力约为平均应力的70%。坐挂力学模型理论分析和试验研究结果可以为悬挂器结构的设计和优化提供理论依据。

膨胀式尾管悬挂器在高压气井固井中的应用

固井作业中的环空漏失是高压气井及异常高压气井固井作业中所面临的难题,常规边漏失边固井的现场固井技术无法使固井质量得到有效保障,给后期开采作业带来安全隐患,甚至导致部分井的报废。鉴于膨胀管技术的进展及其优势,介绍了膨胀式尾管悬挂器的结构组成、工作原理与技术特点,并结合塔里木油田迪那2-8井的固井实例,分析了膨胀式尾管悬挂器在异常高压气井固井中的应用效果。结果表明,在异常高压气井应用膨胀式尾管悬挂器固井不仅质量良好,而且可以彻底解决卡瓦式尾管悬挂器在固井中的环空泄漏问题,施工工艺简单,安全性更高。该技术的应用为异常高压气井固井提供了新的途径。

尾管固井用牵制短节的研制与应用

深井、超深井和大斜度井起下管柱摩阻大,短尾管固井时因尾管短、重量轻易导致丢手不易判断及丢手困难等问题,为此研制了尾管固井用牵制短节。牵制短节设计有锁定机构和解锁机构,在尾管悬挂器坐挂后,采用液压方式实现牵制短节的锁定功能,将尾管串锁定在上层套管上,给尾管串施加一个向下的牵制力,可以通过指重表明确判断丢手是否成功。利用有限元分析校核了牵制短节的强度,结果表明,其强度满足设计要求。地面试验和现场应用表明,牵制短节的锁定功能和解锁功能均能顺利实现,各项技术指标均达到设计要求,能够解决短尾管固井丢手不易判断及大斜度井固井丢手困难的问题。

新型封隔式尾管悬挂器的研制及应用

为适应元坝地区高温高、高压、高含硫等,以及高固相井况条件,解决环空气窜问题,研发了新型封隔式尾管悬挂器。封隔器单元采用单胶筒结构,保证了工具的安全可靠性。防退卡瓦结合内部防退卡簧结构设计,有效减小了胶筒胀封后的回弹间隙,保证了封隔器的封隔能力。现场4口井的应用效果分析表明,该工具使用安全性及使用效果,总体上达到了设计要求,初步解决了元坝气田环空气窜难题。

国外可膨胀尾管悬挂器的新进展

近年来,随着实体膨胀管技术的不断发展,国外成功研制了可膨胀尾管悬挂器并逐渐趋于成熟,在很多油气田投入工业性应用,取得了显著的经济效益。详细介绍了里德公司的HETS-LH悬挂器、TIW公司的XPAK悬挂器、哈里伯顿公司的VersaFlex悬挂器和威德福公司的EXR悬挂器的基本结构、工作原理及现场应用情况,分析了其优缺点,并在此基础上对国内可膨胀尾管悬挂器的研究与发展提出了建议。

深层油气勘探开发需求与尾管悬挂器技术进步

深层油气勘探开发中,存在地质条件复杂,地层坚硬、研磨性强,井眼失稳严重,固井封固段长和间隙小等问题,这对尾管固井技术提出了更高要求。为应对深层尾管固井中尾管下入更深、负荷更大,尾管下入更加困难,井底温度更高、压力更大,以及井下环境更加恶劣等带来的挑战,十多年来国内进行了持续攻关和创新,取得了一系列重要进展—尾管悬挂器的功能从基本型、保险型、增强型,发展到了集成型;研制了内嵌式卡瓦、可旋转及液压丢手、平衡式双液缸、高压封隔和多功能集成型悬挂器,满足了深层油气开发需求,取得了显著的现场应用效果。与此同时,研制的各种尾管悬挂器,为顺北油气田、元坝气田、涠洲油田和川西地区等深层复杂油气田的规模化开发提供了固井技术支撑,并起到了很好的推动作用。综合研究认为,由于材料、信息、控制和制造等相关领域技术不断进步,尾管悬挂器技术以后将向集成化、智能化、信息化和实时化发展,从而满足更深层油气勘探开发的需求,支撑石油天然气工业持续、健康、快速发展。

内嵌卡瓦尾管悬挂器的优势与现场应用分析

通过对常规尾管悬挂器的坐挂结构进行分析,总结其在超深复杂井中存在的不足。对内嵌卡瓦尾管悬挂器具备的性能优势进行了介绍,其具有承载能力高、过流面积大及卡瓦保护性好的特点。文章结合复杂井下条件及施工难点,介绍分析了内嵌卡瓦尾管悬挂器的应用情况,并对2口井坐挂前后循环压力情况进行了对比,验证该新型工具的结构优越性和可靠性。该悬挂器在研制成功后进行了35井次的现场应用,应用情况良好,在油田复杂井尾管固井中广泛使用。

缅甸Pyay油田复杂地层防漏防窜固井技术

缅甸Pyay油田IOR-4区块地层复杂,具有多套压力体系,固井过程中易出现高压气侵、井漏等复杂情况,常规尾管固井的固井质量较差。为提高固井质量,PSC-101井采用了新型封隔式尾管悬挂器与高密度低黏切水泥浆体系相结合的固井工艺技术,有效解决了该油田复杂地层的固井难题,固井施工顺利,固井质量良好。采用的封隔尾管悬挂器具有良好的悬挂套管和封隔重叠段的作用,而高密度低黏切水泥浆体系具有良好的综合性能和较强的防气窜能力。该固井工艺技术的进一步完善和推广,必将加快缅甸Pyay油田的勘探开发进程。

冀东油田浅层小井眼侧钻水平井钻井完井关键技术

为解决冀东油田浅层ϕ139.7 mm套管开窗侧钻水平井存在的钻井泵压高、机械钻速低、油水层封隔效果差、油井投产后含水上升快等问题,选用了可以降低钻井泵压的ϕ79.4 mm非标钻杆,试用了能给钻头柔性加压的小尺寸水力加压提速工具,选用了ϕ95.3 mm非标套管、采用了膨胀悬挂尾管筛管顶部注水泥完井技术,并制定了提高侧钻小井眼固井质量的技术措施,形成了适用于冀东油田浅层小井眼侧钻水平井的钻井完井关键技术。该技术在冀东油田5口浅层高含水油藏侧钻水平井进行了应用,与未应用该技术的邻井相比,试验井泵压得到了有效控制,机械钻速提高了24.6%,钻井周期缩短了14.1%,同时解决了小井眼窄间隙井眼封隔差的问题,实现了对水平段水层的封隔和侧钻窗口处的密封,避免了对后期采油生产的影响。试验结果表明,冀东油田浅层小井眼侧钻水平井钻井完井关键技术能够提高小井眼侧钻水平井的机械钻速、缩短钻井周期和有效分隔油水层,提速提效效果显著,具有较好的推广应用价值。