不压井作业技术及设备的探讨

对一些不压井作业错误的概念理解,通过合理的分类进行了正确阐述,并提出了不压井设备的发展方向。

低矮型不压井作业井口装置的研制与应用

常规型不压井作业装置存在井口装置高、不能与小修作业设备配套和施工效率低等问题,为此研制了低矮型不压井作业井口装置。通过外置式防喷管、低矮型环封及独立的液压控制系统等可使这种井口装置与小修作业设备配套,达到安全、高效、快速和低成本不压井作业的要求。1 502井次的现场应用表明,这种井口装置可满足油田不压井作业工艺的要求,能产生显著的经济效益和社会效益。

射孔下泵不压井作业一体化管柱

针对抽油井射孔后压井下泵作业存在的地层损害问题,研制了抽油机射孔下泵不压井作业一体化管柱。该管柱由双级油管柱、定位校深短节、泵座、封泵器、气锚、点火头、射孔枪和油管鞋等组成,特别适用于油田低压、敏感性储层油井补层作业需要。对于层间差异大、作业时易发生井涌甚至井喷的井,可有效保护低压层,并保证作业安全。这种管柱实现了射孔后不起管柱、不压井下泵作业,施工成功率100%,单井节省工时26h,温米油田12口井的现场试验均取得明显效果。

海上油气田不压井作业工艺的可行性试验研究

不压井作业是指在井筒内有压力存在的情况下,不放喷、不压井,通过油管堵塞器与不压井作业设备的配合使用,克服井筒上顶力,进行强行起下或者下压作业的一种方法,不压井作业具备油气层保护和环境保护方面的条件和优势。为减少海上油气田井下作业对油气层的伤害及环境污染风险,最大限度地提高产能和采收率,保护环境,研究适合我国海洋油田工作环境和生产特点的不压井作业技术及其应用。基于现有不压井作业技术,结合海洋油气田的作业环境、井下生产管柱结构及常用的不压井装置,通过模拟海上气井实际工况,在陆地进行不压井作业施工试验。实验结果表明,通过对不压井作业技术的升级和对不压井设备的更新改造,可以应用于海上油气田作业。鉴于该技术和设备的结构特点,应用前需要对作业所在平台的大小、油气井井口结构和承载能力进行调研,以确保海上作业的安全、质量和时效。在海洋油气田的完井、修井作业中,推荐使用不压井作业技术。

新型不压井作业设备的研究

分析了国内外不压井作业设备的现状,通过对各种方式不压井作业设备的优劣对比,确定了新型不压井作业设备的整体方案,即机动性强的车载式长冲程静密封成套液压不压井作业设备。提出新型设备的主机参数,同时对其关键技术进行了详细分析。最后指出不压井作业工艺的发展需要装备作支撑,在将研究成果转化为产品后,需进行系列化、标准化研究,以提高设备对不同工况的适应能力;还需开发旋转系统,完善钻修作业功能,从而真正实现油水井不压井大修作业。

热采井不压井作业技术研究及应用

为了解决稠油油藏采用注蒸汽开采方式存在的不足,在常规油水井不压井作业技术的基础上,研究开发了热采井不压井作业工艺技术。该技术主要由热采井不压井作业设备、井下封控技术和循环降温配套技术组成,通过封控技术实现井内注汽、循环降温和油层保护功能,减轻循环洗井冷却降温对地层造成的伤害;地面通过热采井不压井作业设备控制隔热管起下,提高施工的安全性。5口井的现场试验结果表明,采用该技术平均缩短注汽焖井转抽时间10 d,减少注汽损失10%,最大限度地保护了油气层。

不压井作业车的液控系统设计

基于油田不压井作业车的运动和安全可靠性的要求,设计了不压井作业车的液压控制系统和液压缸,实现了不压井作业车的各项动作要求,解决了单独使用不压井装置修井效率低而单独使用常规修井车无法实现不压井作业的问题,提高了不压井作业的效率。

低压油气井不压井作业技术的开发与应用

吐哈油田的油气井存在低压、高气液比,易导致压井作业"一压就死"、"一动就喷",造成地层严重伤害,并影响油田产量。油田开展了低压油气井不压井作业技术攻关,开发了系列工具,形成了"杆式泵不压井检泵技术"、"射孔-完井一体化管柱技术"、"自喷井转抽不压井作业技术",并配套了捞砂、防砂、防气等技术,成功解决了常规作业造成的地层污染和潜在风险问题。现场试验并推广应用156井次,取得了较好的经济效益和社会效益,为国内其他深井油田开展不压井作业提供了较好的经验,应用前景广阔。

不压井作业装置举升液控系统的设计研究

由于不压井作业优于常规压井作业,依据我国油井的具体情况,对短冲程不压井作业装置的举升液控系统进行了设计,并借助于AMESim软件对举升液压控制系统进行了计算机仿真,分析了举升液压缸的同步性。

沧东凹陷页岩油水平井不压井作业技术

沧东凹陷孔二段页岩油储层属于特低孔、特低渗储层,泥质含量高,作业过程中极易因压井液等外来流体侵入造成污染。针对这一问题,对页岩油井常用的有杆泵、电动潜油泵举升工艺及其生产管柱和井下工具进行优化设计,形成了由预制内防喷工具不压井作业技术、可控桥塞暂闭井筒完井技术和敷缆连续油管带压下泵技术等组成的沧东凹陷页岩油水平井不压井作业技术。现场应用结果表明,不压井作业技术可以解决有杆泵井内衬油管无法有效密封、电动潜油泵井无法带压作业等问题,作业后储层零污染,无需等待完全泄压结束再下泵投产。

不压井作业模拟试验装置的研制

根据不压井作业的实际工况和工作参数,确定了模拟试验装置的主要功能、结构原理和设计参数,完成了试验方案设计和关键设备设计计算,并建设了1口模拟井用于不压井作业的试验和研究。该装置形成一个封闭的、循环的带压系统,可模拟3 000m井深、井筒压力为21MPa的压力环境,并在此模拟环境下可进行各种带压作业研究。

使用不压井作业装置降低作业成本

本文着重介绍了不压井作业装置的工作原理 ,主要工具的功能及其适用条件 。

全过程欠平衡钻井中的不压井作业

国内把欠平衡钻井和欠平衡完井称为全过程欠平衡钻井,国外称为欠平衡作业,其核心是不压井作业。介绍了过胶芯起下钻、强行起下钻和井下隔离起下钻3种作业方法的适用情况及不压井作业装置和井下套管阀。分析了不压井作业的压力控制原理,并提出了起下钻、下筛管、下完井管柱等不压井作业时应考虑的问题。建议我国开展不压井作业在欠平衡钻井中的应用研究,以真正实现全过程欠平衡钻井,充分发挥欠平衡钻井的作用。

不压井作业过程中管柱力学分析

为解决不压井作业过程中下压力的确定问题,提出了一种不压井管柱进行力学分析方法.该方法考虑油管与套管内壁的初始间隙和随机接触摩擦力,利用有限元法建立不压井管柱非线性力学分析模型,并运用梁单元和间隙元进行求解,最终得出管柱内力、应力以及接触状态结果.结果表明,下压力过大会增加油管与套管内壁接触位置的个数,还会使管柱发生屈曲,过小则影响施工安全.采用该方法计算得出的参数进行作业,能保证作业安全,并且减少管柱磨损和屈曲现象的发生.

独立式不压井作业装置研制与应用

通过对比各种结构不压井作业装置,确定了独立式不压井作业装置为橇装式短冲程全液压结构形式。采用模块化设计,设计了性能优良的环形胶芯和闸板胶芯;采用锥形自紧式卡瓦实现对管柱的有效控制。介绍了桅杆绞车系统和液压控制系统。现场试验结果表明:该独立式不压井作业装置运输和安装方便、快速,卡瓦和液控系统安全可靠,防喷器密封性能良好,作业效率高。

不压井作业油管堵塞器胶筒的接触应力分析

在不压井作业中,油管的振动及井内压力波动会导致油管堵塞器解封,存在安全隐患。设计了双滑块和双密封胶筒结构的油管堵塞器,介绍了结构和工作原理。利用ANSYS软件中的插件建立了Yeoh本构模型,对该堵塞器密封胶筒进行接触应力分析,分析结果满足要求。

国内不压井作业发展方向探讨

不压井作业技术是在井筒内不用压井液压井而进行作业的一种全新的工艺技术,能够有效解决压井带来的环境污染、产量下降等问题,减少作业周期,提高生产效率,准确反映地层真实数据,为修井等作业带来了新的思路。本文在分析了国内外不压井作业设备发展的基础上,提出了不压井作业未来的发展方向。

不压井作业分层注水管柱底球式堵塞器

为使管柱堵塞技术适应各种复杂管柱,提高不压井作业适用范围,成功研制出分层注水管柱底球式堵塞器。胜利油田采油工艺研究院应用该底球式堵塞器对分层注水井实施投堵1 215口,施工成功率100%,节约压井液费用2 172.9×104元,节约溢流排放处理费用1 826.3×104元,节约环境治理费985.7×104元,共产生经济效益4 984.9×104元,具有显著的经济效益。

高温不压井作业工艺技术研究与试验

稠油热力开采过程中,压井作业对地层造成的冷伤害和污染往往导致注汽管柱密封隔热失效,尤其是破坏了蒸汽驱井组已经形成的温场。针对这些问题,开展了高温不压井作业工艺技术研究与试验。研制的高温不压井作业系统耐温260℃,耐压21 MPa,配备了自动和手动控制,满足了作业施工要求。该技术可广泛用于蒸汽吞吐井、蒸汽驱注汽井和生产井、注水井、天然气井。

射孔压裂不压井作业配套技术研究

为了有效解决射孔压裂不压井技术中存在的问题,开展了以新型防喷丢手封隔器为重点的射孔压裂不压井技术研究。该技术在压裂完和射孔枪定位、起爆后直接封隔油层,可有效预防井喷事故。在射孔压裂管柱底部连接防喷丢手封隔器,完井后处于不坐封、不坐卡状态,不影响油井正常生产及水井正常配注。室内试验及现场应用结果表明,整套工具的各项技术指标都满足设计要求,工具在井下能够顺利完成锚定、胶筒密封和管柱丢手等各项规定动作,且开关动作灵活。