海上稠油热采插入密封工具研制与试验

为了解决海上稠油热采作业注汽不均匀、油藏局部吸热、开采效率低的问题,通过工艺分析,研制了海上稠油热采插入密封工具。该工具采用导热油吸热膨胀作为坐封动力源,可有效简化工具结构和作业流程。通过对比试验对热膨胀试验油进行了优选,采用专业软件对工具关键部件进行有限元分析,验证了工具结构及选材的合理性,并在室内对工具的性能进行验证。现场测试结果表明:该插入密封工具在经过3个轮次、350和50℃高低温密封测试后,仍可承受2.1×10^(7)Pa压差,在高低温条件下均保持较小的解封力,试验后高温密封组合未发生明显损坏。该工具结构简单,性能可靠,与常规的注汽阀配套使用,可满足海上油田稠油热采分段注汽的要求,具有良好的应用前景。研究成果可为海上油田高效开发提供良好的技术储备。

穿越式插入密封工具的研制

以120型工具为例,通过一体式穿越结构创新设计,然后进行有限元数值模拟优化,最后进行功能试验和下井测试,达到了35MPa承压和穿越电缆管线的设计要求,满足细分层系注采的作业需要,对海上智慧油田建设意义重大。

稠油热采高温定位插入密封的研制与测试

定位插入密封无法满足稠油热采蒸汽吞吐井高低温50~350℃交变密封的业内难题,已严重制约了定向井分层和裸眼井分段高效开发的进程。为满足海上稠油防砂管柱与生产管柱大通径的高温回插密封需要,创新设计了由复合密封组件、弹性蓄能机构、实时锁紧机构和自清洁导向机构组成的大通径定位插入密封;通过结构设计、力学分析和多轮次高低温交变测试,验证了可完全满足承压21MPa作业需要。该插入密封具有结构紧凑、起下安全、耐温耐压等级高等优点,填补了国内高低温交变长效插入密封的技术空白,为后续产业化推广应用奠定了经验基础。

双向坐封插入密封封隔器的研制与应用

针对用于机械卡堵水和分层措施的丢手封隔器存在提前丢手、密封不严以及打捞起出困难等问题,研制了一种双向坐封插入密封封隔器。该封隔器采用液压双级浮动活塞双向坐封,工作压力达50 MPa,工作温度达150℃,下入、坐封丢手、密封及锚定安全可靠;顶部的打捞解封机构采取上、下独立的脱节式设计,上、下双向解卡解封,解封彻底且解封力小。现场施工67口井,均取得成功,封隔器坐封处最大井斜达62.25°,最大井深4 507 m,位移达2 718 m,最高井温达152℃,最长工作寿命超过2 a。现场应用结果表明:该封隔器下入丢手可靠、密封效果好、工作寿命长,满足分层采油和气举等工艺生产的需求。

可反洗井插入密封分注工艺在深井中的应用

针对大港南部油田分注管柱配套的封隔器洗井通道小、大修率高、成本昂贵等问题,研制了一种可反洗井式插入密封器及插入密封分注工艺管柱。与其他分注工艺相比,具有内通径大、耐压性能高、结构简单、可重复插入密封定位等优点,并在2口井成功进行了现场先导试验。结果表明:插入密封分注工艺在易出砂井、腐蚀结垢井、注水压力高且层间差异大的高温高压深斜井具有广阔的应用前景。

带孔插入密封检测工具缝隙流动规律研究

带孔插入密封检测工具对密封筒的定量验封对于油田实现分层注水具有重要意义,而定量验封需要研究验封时的缝隙流动流量、密封筒破损当量直径和压降之间的关系。本文利用室内试验对缝隙流动流量、压降和当量直径之间的关系进行了系统研究。研究结果表明,入口到上出口的压降随分流比的增大而增大,入口到下出口的压降随分流比的增大而减小;压降与缝隙流动的流量也有关,当流量增大,压降增大;压降随密封筒的破损当量直径增大而减小。本文的研究为石油工业分层开采定量验封提供了指导,对提高分层开采效率具有重要理论指导意义和应用价值。

海上油田分层开采压力膨胀式插入密封技术

针对海上油田油水井分层开发开采时出现的井下防砂密封筒磨损、划伤及腐蚀等原因造成的与插入密封之间密封失效问题,设计了一种具有主动密封功能的压力膨胀式插入密封,此新型密封通过井下管柱内加压使其受压膨胀后与井下密封筒过盈配合,使密封单元主动与井下密封筒达到密封状态,实现分层目的。解封时膨胀单元自动恢复原状实现顺利解封,解决了使用常规插入密封无法正常分层开发开采的难题。现场应用后通过钢丝压力计分层验封结果表明,该压力膨胀式插入密封与常规插入密封相对比,密封效果好,工艺成功率高,能够实现与井下受损密封筒的有效密封,避免了油水井二次完井防砂带来的大量人力物力消耗,为海上油田油水井的分层开发开采提供了技术保障。

海上油田可洗井过电缆插入密封工具研制

介绍了一种适合海上油田的可洗井过电缆插入密封工具,可用于防砂井防砂段中进行电缆穿越及密封,并且能够实现反洗井功能。可洗井过电缆插入密封工具依靠密封模块对隔离封隔器光筒的过盈配合实现密封。该工具具有电缆通道和洗井通道,可在防砂井中实现钢管电缆的穿越、分层和反洗井的功能,弥补了常规分层工具不能同时具备过电缆及反洗井功能的缺陷。介绍了该工具的结构、原理、陆地性能试验及现场应用情况。目前该工具在海上油田应用效果良好,具有很好的市场推广前景。

同心过电缆插入密封工具的研制及应用

针对海上油田先期防砂完井注水井预置电缆分注管柱配套需求,本文研制了同心过电缆插入密封工具。该工具采用同心结构设计、电缆整体穿越,依靠差压式密封模块与防砂管柱密封筒的过盈配合实现层间封隔,对工具进行了室内性能试验,并开展了现场应用。现场应用结果表明,同心过电缆插入密封工具能够满足防砂完井注水井预置电缆分注管柱配套需求,实现层间封隔的同时满足了防砂段电缆穿越及保护的需要。目前,该工具在海上油田应用效果良好。

插入式减载深抽装置的研制及应用

为了满足有杆泵深抽提液的开发需要,研制了插入式减载深抽装置。对常规减载深抽装置进行了改进,采用插入式多级密封结构,可提高整体密封可靠性;同时在大泵筒接头上设有泄油孔,在油井作业时,可与出液孔形成泄油通道,避免作业过程中造成污染;该装置通过降低抽油机悬点载荷来增加泵挂深度,可提高深层低渗油井产液量,减少成本投入,降低抽油能耗。现场应用表明,抽油机悬点载荷显著降低,达到了油田节能增产、降本增效的目的。

海上油田隔离密封性能优化研究及应用

针对海上油田生产井中出现的井下密封筒的磨损、划伤及腐蚀导致插入密封容易失效的问题,设计了一种新型插入密封工具。介绍了该插入密封工具的结构与工作原理;通过胶筒受力分析来确定结构参数,并对主要零件进行了有限元分析。在海上油田应用压力膨胀式插入密封,对其进行坐封及验封。经理论分析和试验证明:设计的压力膨胀式插入密封工具满足插入密封的技术指标要求,并能在有缺陷的密封筒里实现有效密封。

一种新型石油井下工具密封模块

目前,中国海洋油气田基本都采用先期防砂的开采方式,在现有的油水井的分采分注及相关措施作业,诸如分层采油、分层注水(注聚)、分层调剖、一井多用技术等中,插入密封一直扮演着重要的角色。

分级注水泥技术的改进与应用

在水平井筛管顶部注水泥完井过程中,会出现分级箍提前打开或打不开等问题。为此,在分析问题原因的基础上,研制了分级箍插入密封、打开插头及特殊的循环接头,并对分级箍的结构进行改进,配合改进的施工工艺,可有效解决上述问题。在草27-平2井运用插入密封后,胀封、固井施工过程顺利,总占井时间仅12 h,将分级箍提前打开造成的损失降到了最低,获得了很好的经济效益,至今未出现分级箍打不开的情况。

海上油田防砂完井注水井反洗工艺及配套工具

目前海上油田防砂完井注水管柱不具有洗井功能,注水井长期注水会有污垢、有机沉积、腐蚀物质以及杂质等注入地层,使得注水压力上升、注水量降低,严重影响注水效果;长时间不洗井会出现管柱上提困难,造成大修作业,增加注水井作业成本。鉴于此,将注水管柱配套反洗插入密封工具、防返吐工作筒和配水器工具,可实现注水井不动管柱注水、反洗工艺技术切换,加强海上油田防砂完井井筒维护与管理,提高注水质量,降低注水井反洗成本,缩短施工周期,增强注水效果。现场应用情况表明,经过反洗的注水井注水压力降低,地层吸水指数提高,注水井分层配注量明显增加;井筒及近井地带得到了清洗,井筒内污垢、腐蚀物和杂质均被清除,解决了钢丝作业遇阻问题,改善了注入水质,增强了水驱开发效果。

海上油田分层注水反洗井技术研究与应用

为了解决海上油田分层注水井管柱结垢、腐蚀,油层污染、堵塞,注水压力上升等问题,结合海上油田注水井地层条件、完井方式和生产管柱型式等特点,研究设计了提升式、液控膨胀式、插入密封式等3种反洗井管柱,进而提出了3种海上油田分层注水反洗井技术。阐述了提升式、液控膨胀式、插入密封式等3种反洗井管柱的设计原则、设计关键点和管柱组成,以及3种海上油田分层注水反洗井技术的技术原理、技术参数和使用条件。现场应用表明,本文提出的3种反洗井注水管柱技术能够在不动注水管柱条件下实施反洗井作业,达到维护注水井井筒、清洗注水管柱、提高分层注水效果的目的,目前已在绥中、渤西、渤中、辽东、蓬莱等作业区取得成功应用,具有较好的推广应用价值。

注下采上工艺技术

为满足单井同时注采的需要,进行了注下采上工艺技术的研究。该技术可根据注下采上工艺及单井井况的需要,将管柱设计为机械封隔式双卡管柱及液压封隔式双卡管柱;确立了相应的施工工艺,并研制出转换器、插入密封总成、压差式油套连通阀、过桥泵等配套工具。现场应用表明,注下采上技术能实现一口井同时注采生产,提高了油井利用率。

防止油井溢漏工艺技术研究

油水井在作业过程中常常遇到油管溢漏问题,即地层与井筒压力不平衡时,井底液体从油管、套管外溢或井筒内液体漏失。油井溢流使施工不能正常进行,严重影响作业周期,污染井场,致使油井不能按时施工;油井漏失会污染油层;在稠油、超稠油井中,压井液、洗井液进入地层,吸收井筒周围的热量,使井筒周围温度降低,转抽后开井困难。本文针对油田生产中存在的油井漏失问题,介绍了一种能够减少油井作业程序,防止压井液、洗井液进入地层以及地层内的液体进入井筒的作业管柱,实现了注汽、采油一体化,采用该工艺管柱后,可减少作业工序和作业时间,降低作业费用,防止环境污染。

水力泵独立排水采气工艺

青海油田涩北气田经过十多年的开发,部分井区原始地层压力下降,边底水、层间水出水量逐年增大,导致部分井停产或产气量下降。该气田属第四系疏松砂岩气田,地层出砂较为普遍,从排水采气工艺适应性分析不难看出,由于现场没有工业电,机抽、电潜泵等工艺不具备现场实施条件。因此针对以上出水比较大的井急需要提供一套既能随时快速排水,恢复产能,又能够在现有条件下满足现场施工条件的新工艺来解决以上问题。

J油田废弃井处置配套工艺技术研究与应用

针对油田后期部分废弃井在挤注水泥封堵油水层过程中,存在水泥挤注不进或水泥返吐凝固管柱造成封层失效和大修等事故,通过研究和试验改进,研究了一种可反洗的插入密封带压挤水泥管柱,配套工具包括防返吐桥塞及座封丢手装置、可反洗密封插管、安全接头等。具有高压挤注水泥、停泵后防止水泥返出凝固管柱、窜漏后及时反洗井、安全可靠、操作简便等特点。现场试验12井次,主要应用于大斜度井和水平井,最高挤注施工压力32.5 MPa,挤注施工均取得了成功,封堵可靠,表明该水泥挤封管柱及配套工具封堵可靠,满足了带压挤水泥封层施工的需求。

川口油田水大、水淹井机械堵水应用

油田开发后期，综合含水升高，油井多层见水，层间干扰矛盾突出。油井堵水是控制油井含水上升，改善水驱效果，提高储量采出程度的最有效措施之一。为油田开发综合调整提供依据，对于油田控水、提高油田开发效益具有重要的意义。