全通径滑套可溶球座冲蚀数值模拟优化与试验研究

针对常规投球滑套压裂级数受限、球座钻除难度大、无法实现井筒全通径等问题,开展了全通径可溶球座式滑套的研究,通过Fluent软件对全通径滑套用压裂球座进行冲蚀模拟。采用空间填充设计法对球座“凹面”结构进行参数试验,并对其进行响应面预测通过筛选法寻求参数最优值。优选石墨烯、硬质合金两种表现耐冲蚀涂层,通过冲蚀现场试验对比了两种材料的耐冲蚀效果。结果表明:经过响应面参数优化后的“凹面”结构球座平均量损失相比原模型明显降低,经过冲蚀测试发现表面硬质合金球座耐冲蚀性能优于石墨烯球座。研究成果对球座耐冲蚀磨损性能优化改进有指导意义。

全通径双向硬密封蝶阀的设计与计算

为了克服现有浮动阀座双向硬密封蝶阀不能实现全通径的困难,本文提出了采用组合式阀体隐藏浮动阀座的全通径双向硬密封蝶阀技术方案,详细阐述了结构原理和设计原则,并结合DN1000的全通径双向硬密封蝶阀实例,对关键零部件浮动阀座的尺寸进行了详细计算。根据本文提出的阀门结构和计算方法而设计的全通径双向硬密封蝶阀,经过不同压力和不同口径的产品试验,均取得了满意的效果。

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。

超高压长跨度全通径射孔在高压气田的应用

目前国内已经勘探、开发的超深整装油气田多属于高压或超高压油气田,钻遇储层厚约300m,地层压力高约110MPa,油气层温度在140℃左右,这就要求采用一次性完井投产的作业工艺。为此,针对高压气田的特点以及开采工艺的要求,研究了不丢射孔枪的方法,配套高强度射孔器材,形成了超高压全通径射孔一次性完井技术。射孔后整个管柱形成畅通通径,能够满足超高压、长跨度情况下射孔安全作业,达到了与完井封隔器结合进行一次性完井投产目的,实现了油气井的高效开发。现场应用结果表明,该工艺技术能够为后续油气开采、酸化压裂等提供充足的流动通道,也为实时获取油气井剖面的生产测井提供了应用通道,达到了保护储层的目的,还为试油作业提供了安全保障。

全通径无级滑套研制及应用

水平井分段压裂是低渗致密油气资源有效开发的必要手段。由于储层致密物性差,需要更多的分段数来动用储量和释放产能。目前常规工具分段数有限,储层充分改造难度大,制约了低渗致密油气藏高效开发。采用"机械式啮合、唯一性匹配"的设计理念,研发了一种集成无限级、全通径、可开关、管柱一体化功能的新型滑套,研制了用于滑套关闭及重复开启的配套工具,建立了滑套工作可靠性模拟评价系统,通过400余组开启及逾1500 m^3砂冲蚀的检验,现场成功应用1188段,施工成功率100%。与同类不限级压裂技术相比,压裂施工时间缩短40%以上、作业成本可缩短50%;与常规压裂工艺井相比,气井测试产量提高60%,且实现了长水平段井生产测井,为油气藏经济高效开发、便捷生产管理提供了一种全新的技术手段。

大规模多级压裂用全通径导喷封隔器

大庆油田进入开发后期,外围低渗透扶杨油层已成为大庆油田的主力油层。针对难采储量,应用大规模多级缝网压裂工艺可以提高单井产量。目前大庆油田普遍采用阶梯式滑套结构的压裂管柱,滑套孔径逐级减小,能量在管柱滑套变径处产生节流损失,限制了排量的提升。为解决多级变径节流损失问题,提出了全通径大规模多级压裂管柱并研制了全通径导喷封隔器。通过计算节流损失,确定了合理内通径尺寸,可以实现大排量施工;应用ABAQUS有限元软件对胶筒与套管之间接触应力模拟分析,确保密封能力;通过室内油浸试验,验证了该封隔器的耐温、承压指标以及耐疲劳次数。该封隔器现场应用4口井,层施工成功率100%,标志着全通径压裂工艺技术可以应用现场,提高施工规模及施工效率,实现大排量缝网压裂施工。

国外全通径分段压裂完井技术进展及趋势

在全球进入难动用储量开发的时代背景下,如何提高低渗透油气藏的开发效果是急需解决的难题。近年来国外逐渐发展起来了全通径分段压裂完井技术,该技术施工速度快,压裂规模大,安全可靠,压裂后保持井眼全通径,能较大提高低渗透油藏的压裂效果。通过总结国外各大石油公司在全通径分段压裂完井技术领域的新发展和新突破,为低渗透油藏开发技术的攻关提供了技术借鉴。

全通径压控测试阀及其应用

介绍了一种新型测试工具———全通径压控测试阀 ,对其结构和工作原理进行了说明 ,并在操作性能上和LPR -N阀进行了对比 ,进一步说明了该测试阀具有更加优越的技术性能。结合该测试阀在四川某井的应用情况 。

全通径滑套分段压裂工具耐冲蚀性能试验研究

结合全通径分段压裂滑套工具现场使用工况,设计了一套适用于大排量、高砂比、长时间冲蚀模拟试验装置以及性能验证装置,试验时平均排量4.5~6.0 m3/min,含砂体积分数20%~30%,有效冲蚀时间达到24 h,充分模拟了全通径分段压裂滑套和开关工具的耐冲蚀性能,并深入分析了工具各项性能指标。试验结果表明,滑套孔眼中轴向冲蚀较周向冲蚀更为严重;开关工具经冲蚀后液缸边角位置发生一定的冲蚀磨损,经联机及密封测试后,滑套密封压力仍稳定在70 MPa,开关工具锁块仍能顺利伸缩,并成功多次打开、关闭滑套。全通径滑套分段压裂工具经长时间、大排量、高砂比冲蚀后,工具性能均能满足使用要求。

全通径酸压管柱在塔河油田托甫台区的应用

塔河油田托甫台区常规酸压管柱封隔器、水力锚与？88.9mm油管内径不一致，导致施工摩阻增大，影响酸压效果，为此，进行了全通径酸压管柱研究。研发了Y241-146全通径封隔器，在不影响封隔器外径和坐封效果的前提下，将封隔器中心管内径由62mm增至76mm，水力锚内径由62mm增至76mm，该酸压管柱实现整体通径均为76mm；关键零部件均采用42Cr高强度材料，胶筒材质由丁腈橡胶改进为氢化丁腈橡胶，有效提高了工具抗拉和抗压强度、耐温性能及密封性能。在塔河油田托甫台区进行了26口井的现场应用，管柱坐封、验封、酸压施工、解封均一次成功，平均单井降低酸压施工摩阻4～5 MPa，试验表明该压裂管柱可满足现场工艺要求。

页岩气井用新型无限级全通径滑套压裂技术先导试验

水平井分段压裂工艺是页岩气开发的关键技术之一。随着中国页岩气开发向常压领域的不断拓展,压裂工艺的提速提效变得迫切,现有的泵送桥塞射孔联作工艺存在泵送时间长、工具易遇卡、固井投球滑套压裂段数有限、连油拖动封隔器压裂规模受限等各种局限。基于新型无限级全通径滑套压裂技术,阐述了滑套工具的结构原理与工艺技术特点,并在南川页岩气田开展了2井次16段滑套压裂先导试验。试验表明该技术通过预置滑套替代泵送射孔与连续油管钻塞,滑套开启成功率100%,压裂段数无限制且施工过程连续,单段压裂平均耗时3.5 h,完成了单日7段压裂施工,是一种快速、安全、高效的分段压裂技术,为我国页岩气井压裂作业提速提效提供了新的技术手段。

致密油气藏水平井全通径压裂技术

为满足水平井分段压裂技术逐步向管柱全通径方向发展的需求,对致密油气藏几种全通径压裂工艺的主要特点和适用条件进行分析,研究配套压裂工具的结构形式,介绍滑套、桥塞和水力喷砂射孔3种压裂工具管柱全通径的工作原理和实现方式,总结几种全通径压裂工艺的关键技术。结合我国重庆涪陵、华北鄂尔多斯等不同区域的地层特点、井深结构和自然条件,提出适合其自身特点的压裂工艺和配套工具,进一步预测我国深层页岩气开发对压裂工具的现场需求和发展趋势。为新型压裂工具的研究提供参考。

几种全通径起爆器初探

介绍了国内射孔器的发展过程、全通径射孔技术的优点及工作原理,从结构原理上分析了撞击全通径起爆器、压力全通径起爆器的性能。实践证明,破碎式全通径起爆器已满足全通径射孔工艺要求。

隼槽式全通径不动管柱多级压裂技术及其应用

不动管柱多级压裂技术一般采用逐级缩径投球滑套,使压裂级数和排量受到限制,难于满足多级、大排量压裂井的需求。提出周向分级设计理念,通过配合使用隼翼开关和隼槽式喷砂封隔器实现压裂油管内无缩径节流;采用数值模拟方法优选出弧形挡板导流结构;通过对工具内部流道结构的数值模拟,得到适用于隼槽式滑套结构的携砂液压力损失计算公式。现场试验结果表明增加弧形挡板导流结构滑套内部只有轻微冲蚀,提高了工具的抗冲蚀能力;计算公式与现场测试得到的压力损失结果相对误差最大值为13.26%,可以便于工程应用;以逐级全通径滑套工具为主,并通过配套工具及工艺技术的研究,实现了压裂级数和排量的提升,为全通径不动管柱多级压裂提供了一项新技术。

水平井全通径分段压裂工艺的研究和应用

川西低渗致密气藏压裂施工中采用常规Y 341套管封隔器分段压裂,发现压裂液返排不够通畅,影响了返排及压裂改造效果。通过调研评价全通径压裂工艺技术,优选连续油管拖动底封分段压裂工艺、K 344封隔器分段压裂工艺进行现场试验。详细介绍了这两种工艺的原理、特点及现场试验情况,并对现场试验结果进行了分析,得出这两种工艺都可实现井内的全通径,保证了压裂液返排和天然气产出通畅,但连续油管拖动底封分段压裂工艺的喷砂射孔设计还须进一步优化,现场试验证明K 344封隔器分段压裂工艺在川西气田具有更好的适应性。

非标全通径高压尾管悬挂器的研制与应用

针对龙004-X1井?365.1 mm套管悬挂273.05 mm套管的固井需求,研制了XG70 365×273非标全通径高压尾管悬挂器。通过室内性能测试和现场成功应用表明,该悬挂器设计科学、结构合理、性能可靠、操作简单,具有悬挂负荷大、可不严格找"中和点"倒扣丢手、胶塞碰压自锁、后期无需钻件等特点,各项技术指标达到国外同类产品水平,具有广泛的推广应用前景。

全通径分段改造工艺在超深碳酸盐岩水平井中的应用

全通径分段改造工具在超深井分段改造中的应用工具主要由基管、裸眼封隔器、压控式筛管和投球式筛管组成。全通径分段改造工具通常第一级使用投球式筛管,其它级使用压控式筛管实现改造工具全通径,以满足改造和后期作业的需要。通过优化,一个压力级别可以控制两级或三级压控式筛管,实现水平井多级分段改造。该工具在塔里木塔中碳酸盐岩气田应用28井次,最深水平井达到7 810m,分段级数最多达到11级,改造规模最大达5 997方,分段改造后效果显著,平均产量折油气当量90.6t。全通径分段改造技术为其它类似储层分段改造提供了新的有效途径。

水平井全通径分段压裂工艺在川西气田的研究和应用

由于常规Y341套管封隔器分段压裂,压裂液返排不够通畅,影响了返排及压裂改造效果。通过调研评价全通径压裂工艺技术,优选连续油管拖动底封分段压裂工艺、K344封隔器分段压裂工艺等全通径分段压裂工艺进行现场试验。介绍了这两个工艺的原理、特点及现场试验情况,对现场试验结果进行了分析。

致密砂岩气藏水平井全通径分段压裂改造实践及认识

鄂尔多斯盆地北部致密砂岩气藏开发前期,形成了以裸眼预置管柱管外封隔分段压裂为主的水平井改造模式,为气田快速有效建产提供了技术支撑.但在后期生产实践中,该技术逐渐暴露出多级滑套内径逐级递减,不能实现压后井筒全通径;憋压球不能全部返出,部分滞留井筒而影响后期二次改造等问题.针对这些问题,逐步开展了基于套管固井完井和裸眼封隔器完井的全通径分段压裂试验.实践表明,基于套管固井完井的全通径改造模式压后效果不理想,还需要进一步加强研究攻关.基于裸眼封隔器全通径完井及连续油管带底封分段压裂的改造模式,既具有裸眼完井泄气面积大,“甜点”自选等优点,又具有套管固井完井压后全通径的优点,利于后期排液采气和二次作业.通过不断完善配套技术,该工艺逐步趋于成熟,施工成功率达到98.6%,初步形成了适用于鄂尔多斯盆地北部致密砂岩气藏的水平井全通径改造模式,具有较好的推广应用价值.

全通径射孔应用技术研究

全通径射孔是一项用途广泛的新技术，本文从应用这项技术的目的、原理、施工简况、施工效果几个方面较为详细地叙述了它的七种用途，希望能使该项技术更广泛、更深入地开展起来。