长胶筒在水平井酸化管柱中的可行性分析

针对目前水平井酸化施工中缺乏完整的工艺措施和配套安全、可靠、高效、适用的井下工具等问题,提出了采用长胶筒实现水平井酸化施工的密封、锚定、支撑功能的新思想,并开展了其工作机理研究。利用ABAQUS有限元分析软件,完成了摩擦因数f=0.1～0.6情况下,长胶筒在水平井施工工况下的有限元分析。分析结果表明,该长胶筒在水平井酸化施工作业中基本满足要求。

膨胀式长胶筒封隔器及其应用

膨胀式长胶筒封隔器是一种重要的完井工具，其特点膨胀比大，可用水泥膨胀，也可用钻井液或水膨胀，可多级连用实现多层段分段卡封。在胜利油田钻井、完井中得到了较好的应用。文中介绍了膨胀式长胶筒封隔器的结构、工作原理及用于钻井、完井的应用情况。

新型长胶筒封隔器的研制与应用

针对常规压缩式封隔器无法满足夹层厚度小于1m的薄夹层注水井实施高效卡封,现有的扩张式长胶筒封隔器在洗井后,二次坐封率难以得到保障的问题。我们成功研制了新型扩张式长胶筒封隔器。该封隔器设计了将压缩式封隔器的洗井机构融入其中,使胶筒内腔和洗井通道独立分开,有效的避免了封隔器内外压差而造成的封隔器解封,为薄夹层精细分层挖潜提供了有力的工艺技术支撑。

应用长胶筒封隔器保护隔层定位压裂开采厚油层内剩余油

喇嘛甸油田厚油层内具有发育薄结构界面的特点,目前已进入高含水开发后期,为了控制压裂后含水上升,改善压裂效果,针对厚油层常规压裂无法确定裂缝开启位置的问题,提出应用长胶筒封隔器保护隔层定位压裂开采厚油层内剩余油。通过裂缝形态分析和层内细分隔层界限研究,确定了在隔层厚度小于0.8m的条件下应用胶筒长度为1.0m和2.0m的封隔器实施保护隔层压裂工艺,对厚油层内进一步细分压裂,达到定位压裂开采厚油层内中低含水部位剩余油的目的。长胶筒封隔器在保护隔层压裂工艺方面累计实施249口采油井,平均夹层厚度为0.2m,措施后累计增油19.4×10^4t,投入产出比达到1∶11.1;利用2.0m长胶筒封隔器封堵厚油层底部高水淹部位,再通过工艺控制实现在厚油层内中上部低含水部位的强制压裂造缝的现场应用试验正在开展,效果有待进一步评价。

长胶筒封隔器与逐级解封封隔器的适应性探究

为了有效提高油井的产量,很多油井都采用了分层注水开采的策略,但随着油井分层数的不断增加,管柱的拔封负荷不断增加。为了有效解决该问题,可以采用逐级解封封隔器,但是其在实际运用过程中,封隔器的释放效果偏差,对注水水质的要求比较高。为此,可以采用密闭式的长胶筒封隔器,能够有效满足小卡距井的卡封要求,但这又对长胶筒封隔器的质量提出了很高的要求。

逐级解封式长胶筒封隔器节能控水研究

长胶筒封隔器受其设计结构影响,作业施工时拔封负荷较大,增加了作业施工难度和作业费用。针对这一问题,改进了长胶筒封隔器的解封机构,实现了逐级解封,提高了长胶筒封隔器的现场应用适应性,有效控制了无效注采循环,保证了注水井层内封堵控水的节能效果。

喇嘛甸油田注入井高渗透层胶筒封堵技术研究

针对喇嘛甸油田葡Ⅰ1-2厚油层渗透率级差大,注入水无效循环现象严重的特性,提出了采用长胶筒封隔器封堵套管炮眼控制高渗透层吸水量的方法,从而提高低渗透层的吸水能力。该项目经过系列长胶筒封隔器的研制与室内试验,改变了传统的扩张式封隔器的工作方式,从基本原理和技术关键上解决了能够稳定封堵套管炮眼的问题,通过现场实验与应用,使封堵井的吸水剖面在纵向上得到了明显改善。同时,该技术由于受地层条件的限制,有着一定的适用范围,对此进行了论述,为提高长胶筒封堵效果提供了保障。

封隔器胶筒肩部的力学分析

为了适应老油田精细分层注水需求,应加强现有封隔器结构设计的合理性。针对扩张式封隔器的胶筒长度比较长,扩张时各部分扩张不均匀,肩部容易破坏的问题进行了研究。根据扩张式注水封隔器坐封原理,采用了有限元的方法,以业内具有较高认可度ANSYS Workbench15.0有限元软件,对一种具有10 mm补偿结构的K334-112封隔器进行了力学分析。对输出结果分析表明,胶筒在各个部分的受力情况和位移状态都是不均匀的,应力集中始终出现在胶筒肩部,在设计胶筒时如果能改善应力集中部分的性能,将使得封隔器的设计更加合理。这样运用有限元的方法分析优化封隔器的结构与传统的使用实验的方法相比,更能适应现在高速发展的机械结构研究邻域,使得封隔器制造商能有更高的行业竞争力。

特高含水期厚油层细分挖潜方法研究

喇嘛甸油田特高含水期厚油层细分注水, 是根据吸水剖面、分层测试成果等资料计算出不同沉积微相储层的累积注水倍数, 确定出厚油层内无效注水部位。通过砂体剖面图追踪厚油层内夹层的发育状况, 利用物性夹层作为隔层, 通过长胶筒封堵底部高吸水部位, 改善厚油层顶部的吸水状况; 对注水层段多, 但层段内存在吸水差异较大的厚油层的注水井, 进行层段优化重组, 改善差油层吸水状况; 对油层多、油层间隔层小、吸水差异大的厚油层注水层段, 利用长胶筒封堵技术将与高含水主要吸水层邻近的薄层进行封堵, 实现厚油层细分注水的目的。试验表明, 该做法对喇嘛甸油田特高含水期控水挖潜的效果较好。

厚油层内精细定位压裂技术

为了控制喇嘛甸油田压后含水上升，提高压裂效果，针对常规压裂无法确定开缝位置的问题，提出了厚油层内精细定位压裂技术，通过研制应用长胶筒封隔器反向封堵厚油层内0～0．5m结构界面或炮眼，在目的层强制造缝，实现层内低水淹段的定位压裂挖潜。现场试验4口井，试验结果表明，研制的长胶筒封隔器坐封、解封性能良好，承压能力达到50MPa，能够满足现场施工需要。措施后平均单井增油6．1t／d，含水下降6．3个百分点，与同区块地质条件、压裂工艺相似的井对比含水下降幅度较大、趋势平稳；且随着有效期的延长，增油增液效果愈加明显。现场试验结果表明厚油层内较低渗透部位的剩余油得到有效动用，为特高含水期压裂挖潜提供了有效技术手段。

层内堵水工艺技术研究及在河南油田的应用

针对厚油层层内的流动单元性质变差,且层内油水层段相间、井段连续射孔,无法分层,常规堵水作业无法实施的问题,开展了层内堵水工艺技术研究,设计了HNK341-114长胶筒膨胀式封隔器及找堵水开关。该技术现场应用7口井,工艺成功率100%,解决了现场连续射孔段堵水存在的问题。

聚驱后提高采收率技术

在分析聚驱后的油藏特点及采油技术面临的困难的基础上,介绍了聚合物驱后提高采收率技术的现场试验情况及目前的采油技术现状,并对每个方面所涉及的各项技术进行了系统分析和应用评价。

套损井高压小直径分注工艺研究与应用

针对套损水井分注率低、配套小直径分注管柱承压低以及无法进行高压分注的问题,研究开发了高压小直径分注工艺。该工艺通过提高配套工具承压等级和对管柱施加锚定来提高管柱可靠性,依据注水压力和隔层条件进行封隔器选型,配有安全接头便于管柱脱手打捞。该技术现场应用25井次,施工成功率100%,平均注水压力23 MPa,最高注水压力30 MPa,平均有效期290 d,最长有效期470 d,可有效解决轻微套损井高压分注问题。高压小直径分注工艺对于改善层间矛盾,提高开发效果具有重要的现实意义。

喇9-232井区层内控水节能挖潜试验

针对喇9-232井区的油藏地质特征和剩余油分布状况,开展油水井层内控水挖潜试验,并对试验原则、实施效果、取得的经济效益方面进行评价,利用长胶筒封隔器封堵层内的结构界面,从而控制无效注采循环,提高厚油层挖潜效果,降低生产成本,实现节能降耗。

结构界面承压性测试技术

结构界面的性能指标,如阻渗能力、承压稳定性、延展性等可以通过承压性得到直观的体现。为此,开展了结构界面承压性测试技术研究,通过分析压力测试数据,对结构界面的性能作出初步的评价。根据注水井测井曲线及吸水剖面,查找油层内的III级结构界面和IV级结构界面,制定层内封堵方案,采用长胶筒封隔器对结构界面进行封隔,在结构界面下部层位下入双通道压力计进行测试。

封隔器力学分析与优化设计研究

国内大多数油田开发已经进入中后期,油层含水量逐渐上升,层间矛盾加剧,为了增加石油产量,提高油田生产效益,油田的增产措施由层间转为大厚层内的薄差油层开采,而现有的分层注水工艺无法满足层内薄差油层精细分层注水需求,其原因主要由于分层注水封隔器胶筒长度过小,并且结构设计不合理。根据扩张式注水封隔器原理,主要针对K344-112型,胶筒长度为720、970 mm两种长胶筒封隔器,胶筒材料均为氢化丁腈,采用Mooney-Rivlin本构模型,运用有限元分析方法按照封隔器在坐封工况下,分别对常规条件及套管射孔条件下的封隔器进行坐封数值模拟研究并进行结构优化。

选择性完井管柱设计及应用

针对现有选择性完井技术存在的容易出现密封失效、滑套无法开启以及射孔枪射孔造成套管损伤等问题,设计了选择性完井管柱。该管柱采用长胶筒裸眼封隔器配合球座可溶性滑套与液体承留滑套的工艺方式,实现了层间封隔,可有效避免层间干扰;滑套与球均由可溶材料制成,在生产过程中滑套与球座会自动溶解,无需特种施工作业即可实现全通径井筒,不影响后期的生产及修井作业,减少了对套管和井筒的损害与污染,降低了作业费用与作业风险,节约了施工时间,延长了井筒寿命。现场应用结果表明:选择性完井管柱能很好地适应现场需求,解决了井底高温、高压、井眼不规则和出水严重需进行产层封隔等多项技术难题,提高了单井产量。

特高含水期水驱高效压裂工艺技术

大庆喇嘛甸油田进入特高含水期开发阶段，水驱油井压裂效果逐年变差，常规压裂工艺无法满足厚油层开发需要。结合精细地质有关剩余油研究成果，开展了水驱高效压裂工艺研究。通过大缝长比压裂现场试验，改善了注采井连通关系；通过长胶简层内定位压裂试验，实现了厚油层内剩余油的精确挖潜；通过多裂缝加砂方式的改进，增强了低渗透层位的挖潜效果；同时加强了压裂工艺的组合应用，有效保证了油井压裂效果，形成了水驱高效压裂新思路。2006年以来，累计施工158口井，平均单井增油量6．2t／d，累计增油量25×10^4t。

扶余油田细分层注水配套技术研究与应用

扶余油田注水工作取得一定成绩,但是在小层组合、层间矛盾、抑制纵向水窜、测试保障、管控体系建立等方面仍存在诸多问题。针对扶余油田细分层注水的现状与客观实际问题,研究应用长胶筒封隔器和全封重射等细分层配套工艺技术,提高扶余油田的开发水平。通过研究,优化设计了长胶筒封隔器细分和全封重射细分工艺技术,并在实施过程中通过选择有效的分隔结构界面、分注工艺和胶筒长度,确保了有效分注。形成了4种细分注水配套技术:长胶筒封隔器封隔薄隔层、封隔器+油管停注高水淹层段、长胶筒封隔器封堵已射孔高水淹部位、全封重射细分工艺。细分层注水配套技术现场应用有效延缓了两个递减,含水率上升得到了有效的控制,有效注水厚度增大,吸水剖面得到提高,改善了开发效果,为保障扶余油田长期稳产和提高采收率提供了技术手段。

薄互层分注技术在海外河油田研究与应用

针对海1块d2Ⅲ油层组油层内部存在薄隔层、薄夹层,以目前常规工艺无法分层注水问题,开展以长胶筒注水封隔器为主的薄互层分层注水技术研究与应用。利用长胶筒封隔器的封堵特性,对高渗层层内进行封堵或对薄夹层进行反向封堵,阻断高渗透层注入通道,强制注入液进入低渗透层,实现细分层系有效注水,从而提高油、水井开发效果,有效解决薄夹层注水井分注级别低,低渗层动用难问题。