深井封隔器解封时套管挤压失效风险评估方法及应用

封隔器解封时,环空液柱快速下沉将产生明显抽吸压力,导致封隔器解封后生产套管挤毁事故时有发生,给深部高温高压油井安全生产带来巨大挑战。基于规范中套管有效外压力的计算方法,考虑环空液柱下沉流速及其诱导的环空抽吸压力,建立了封隔器解封时套管有效外压力计算方法,针对现场实例井研究了封隔器解封对套管等效支撑内压力和套管挤压失效风险的影响规律。结果表明,封隔器解封时油管液面深度越大、封隔器胶筒外径与套管内径环空间隙越大,环空抽吸压力值越大,套管内等效支撑内压力当量密度越低,套管挤压失效风险越大。为降低套管挤压失效风险,建议提高封隔器胶筒解封后变形恢复能力,同时封隔器解封前油管内应尽量补满液体。研究成果为确保深部高温高压油井安全生产提供重要理论依据和技术支撑。

盐穴压缩空气储能库注采井筒体系优化设计

盐穴因其密封与稳定特性成为压缩空气储能库(以下简称储能库)首选,储能库可以实现大规模的清洁储能,能实现电力供需的“削峰填谷”,是实现“双碳”目标的重要方向之一。井口装置、注采管和封隔器组成的井筒体系是储能库与地面设备的连接通道,然而受气体注采流量的限制和冲蚀作用的影响,现阶段的小通径井筒严重限制了压缩空气储能电站的装机规模。为优化储能库注采井筒体系,对大通径井口装置、耐腐蚀套管和大尺寸封隔器的设计与加工中存在的主要问题进行了分析,并结合工程实际提出了解决措施和合理化建议。研究结果表明:(1)井口装置设计需考虑到每层套管头座挂芯轴悬挂器台阶的承载强度,需要校核及验证悬挂器最小壁厚处的抗外挤强度、承受井下反压时顶丝的抗剪切强度等参数;(2)套管选材应充分考虑制造工艺及经济成本在盐穴压缩空气储能工况中的适用性,建议在易发生冲蚀处使用耐蚀合金纯管材,其余部位优选具有性价比的耐腐蚀套管;(3)大尺寸封隔器建议整体采用芯轴设计,胶筒选用氢化丁腈橡胶或四丙氟橡胶等材质,卡瓦建议采用笼式桶状。结论认为,提出的注采井筒体系设计优化措施,能够为该类型储能项目的大尺寸井筒注采体系设计与优化提供方法和思路。

桶装集合食品装箱机PLC系统设计

为解决火锅酱料包装产线中,将10袋集合桶装后,两桶装为一个纸箱的装箱机控制问题,设计了一款集合食品装箱机的PLC系统.系统以西门子Smart系列的s7-200为核心控制器,通过传感器感知桶的位置,将脉冲数通过伺服系统量化处理,并利用伺服系统本身的随动性,实现对桶的输送、定位、抓取和装箱控制.通过触摸屏设置控制参数和实现点动调整控制,精确与流水线节拍配合协同.经实验测试与测量,该装置动作流程时间为18.8 s,动作循环周期占桶出料周期的94%,低于桶出料周期.且装置工作状态稳定,动作柔和,不会在运输过程中造成对物料及包装外壳的损伤.该装置效率高,调节运行灵活便捷,为提高流水线作业智能化提供了支撑.

凹坑型套管损伤对封隔器密封性能的影响

在井下封堵作业中,凹坑型套管损伤可能会对封隔器的密封性能造成影响,威胁现场安全生产,甚至导致重大事故。凹坑型套管损伤对封隔器密封性能的影响规律不明。为此,分析了套管的损伤特征,基于有限元思想建立了不同的凹坑型套管损伤模型,研究了套管表面凹坑型损伤的宽度、深度及与胶筒的相对位置对封隔器密封性能的影响。研究结果表明:套管表面凹坑损伤会改变密封面接触压力的大小和分布,不同程度降低封隔器的密封性能。与无损伤工况相比,含凹坑损伤时,胶筒接触压力曲线呈“M”形特征,凹坑两侧接触压力增大,其他区域减小。当凹坑宽度为4 mm时,随深度增大,封隔器密封系数几乎不变化,密封性能下降约14%。当凹坑宽度大于4 mm时,随深度增大,封隔器密封系数显著降低,密封性能大幅下降(18%~52%),失效风险加剧。凹坑与胶筒的相对位置对封隔器密封性能影响明显,位于胶筒中部的凹坑破坏了密封接触压力曲线的完整性,更大程度上降低了封隔器的密封性能。研究结果可为封隔器的封堵作业提供参考,具有实际工程意义。

塔河工区老井完井作业前期井筒处理必要性探讨

目前影响塔河工区老井下完井封隔器作业的主要问题之一是因井筒条件差,易导致完井封隔器提前遇阻遇卡、损坏完井封隔器结构。通过对工区完井封隔器结构、工作原理分析研究,梳理制定了老井完井作业前期井筒处理要求,塔河工区老井完井作业得以顺利完成。该处理方法对提升井下作业治理、提高井筒治理效果具有一定的作用和意义。

注入剖面测井技术在油田窜漏井中的应用

油田开发生产后期,油井套管形变损坏、管外窜槽逐渐增多,导致油井含水率上升,采油速度下降。脉冲中子氧活化和示踪流量组合测井等技术能够及时准确地查找漏窜点和出水层位,依据测试资料采取有效封堵措施,提高油田采油速度。通过对注入剖面资料深入分析与综合解释,总结出注水井异常低压主要由高渗透层引起的层间矛盾以及井下管柱工具出现异常造成的,梳理出油套管漏失、封隔器失效、辨别大孔道、管外窜槽四大窜漏井类型,并提出了相应的监测流程与优选方案。某区块利用脉冲中子氧活化、示踪流量组合测井等注入剖面测井资料共进行查漏找窜28口井,查找出各类问题井18口,开展措施有效率100%。该技术为油田套损检测及措施方案的制定提供了依据。

黄土层套管封隔钻井防漏堵漏工艺技术研究与应用

陕北黄土层钻井过程中易发生漏失,且堵漏作业困难,由于漏失深度的不确定性增大了施工黄土层防漏的难度,65m以内经漏失采用导管封固基本能得到解决,当漏失超过65m时导管封固法已经无法满足防漏要求,针对黄土层深井段漏失特点进行分析,研究一种表层变径钻头,通过表层套管封隔钻井工艺技术能有效地解决了黄土层深井段漏失问题。应用结果表明该项工艺配套技术的实施,使黄土层防漏、堵漏难度大幅度降低。

套变分注井小直径可丢可钻封隔器设计及试验

随着吉林油田开发时间的延长,偏/同心分注井因套管变形、井筒结垢缩径造成卡井,由此大修井作业占比43%。外径114 mm的Y341型封隔器因其外径及解封机理的限制,无法满足套变井分层注水工艺的要求。设计了一种Y341型小直径可丢可钻封隔器,合理布局、严格选材,在保证内通径及性能指标的情况下最大外径缩小至102 mm,能够满足油田大部分套变井分注管柱下入通过要求;可丢手设计,上提遇阻工况能避免强拔而造成井筒情况复杂化;可钻除设计,通过小修钻捞一体工艺钻除、打捞,解决分注井运行一段时间后出现卡井问题。室内试验表明:研发的封隔器耐压差20 MPa、耐温120℃,达到设计要求。吉46-014井应用中,密封有效期2.5 a,安全丢手与可钻除设计工作性能可靠稳定,在套变分注井中具有良好的应用情景。

热力耦合下封隔器锚固失效及影响因素分析

在深井、超深井中,高温、高压的恶劣环境对封隔器的工作性能提出了更高要求。为此,基于能量守恒定律,考虑井筒-地层径向的温度传递过程,建立了井筒温度分布的理论计算模型;基于卡瓦有限元计算模型,明确了封隔器卡-套接触压力分布特征。分析结果表明:不同卡瓦牙齿与套管的接触压力存在明显的不均匀性;卡瓦倾角与卡瓦锥角是完井封隔器卡瓦结构设计的关键几何参数,卡瓦倾角对卡-套接触压力峰值影响变化幅值仅为1.65%,不同卡瓦倾角下卡瓦1~4号齿的卡-套接触压力变化幅值却高达22%,不同卡瓦锥角下卡-套接触压力峰值变化幅值高达27%,但卡瓦1~4号齿上的卡-套接触压力变化仅有8.5%。所得结论可为完井封隔器锚固系统设计提供理论参考。

水平井和侧钻水平井筛管顶部注水泥完井技术

提出了水平井和侧钻水平井筛管顶部注水泥技术,改变了常规的水平井筛管完井工艺中筛管顶部套管(尾管)不注水泥、外部环空彼此窜通的状况,为射孔开发筛管顶部过渡段油层、可靠密封过渡段水层提供了条件;研究了筛管-管外封隔器-盲板-分级箍和管外封隔器-盲板-分级箍-悬挂器两套工艺,分别实现了水平井和侧钻水平井的筛管顶部注水泥固井,对20口井进行了现场试验,取得了较好的效果。

管外封隔器在高压低渗油藏完井中的应用

胜利油田有许多断块的沙三、沙四段属高压低渗透油藏。在这些油藏钻的井，采用不同的完井方式，产油效果不同。在坨７１断块完井８ 口，其中５ 口井采用双凝水泥固井，结果日产量低，生产周期短；采用管外封隔器完井，日产量高，生产周期长；采用降失水水泥浆体系固井，日产量适中。文中详细介绍了管外封割器的特点，以及在坨７１井的应用情况。

大庆油田Ф139.7mm套管井深部取换套技术

取换套技术是目前最彻底的修井技术。系统介绍了套铣套管封隔器和管外扶正器技术、小通径套损井的套铣引入防丢鱼技术、新旧套管补接及固井技术、过油层取套保护油层技术、套具防卡技术等新技术。研究应用以上技术 ,大庆油田深部取换套成功率达到 94 % ,取套深度达到 10 0 0m ,卡套铣钻具事故发生率降低到 1%以下。通过介绍 1口典型取套井的施工过程 ,说明了取换套技术在大庆油田的具体应用情况。

水平井分段完井工具的室内试验及现场应用

水平井完井技术的发展趋势是分段完井,即能实现分层开采及异质层隔离功能的完井技术。为此,设计了由内外两套管柱组成的分段完井工具,外管柱实现层间隔离功能,内管柱实现坐封管外封隔器功能。室内试验表明,管外封隔器膨胀后其外径、密封效果、耐压能力等均可满足现场应用的要求。现场应用表明,采用分段完井工具进行分段完井的水平井能实现分层开采及各个不同层系间的隔离、延长无水或低含水开采期、提高采收率的目标。

水泥浆充填管外封隔器技术及其应用

简要介绍了车古 2 0 1区块油藏特点 ,详细介绍了水泥浆充填管外封隔器技术在车古 2 0 1块的应用情况及现场施工要点。该技术有效避免了注水泥作业对产层造成的污染 ,达到了高温下长期开采的目的 ,提高了油井的寿命及产能 。

复合套管固井在川西水平井中的应用

针对水平井固井套管下入、居中、清除岩屑床、水泥浆失水及析水等问题,提出在水平段采用筛管、管外封隔器、复合套管固井技术,在川西JS-8H井复合套管固井应用中,较好地解决了水平段以上井段因重力作用,套管紧贴井眼下侧而形成窄环空,导致在注替水泥浆过程中井眼下侧的滤饼及钻井液顶替效率较低,易形成窜槽,影响固井质量等难题。同时还满足了完井、储层保护等的要求。该固井技术在川西水平井中的成功应用,为今后类似的水平井完井方式提供了可借鉴的经验。

用套管外封隔器及早强水泥浆体系配套提高二连油田调整井固井质量

套管外封隔器与早强油井水泥桨体系配套应用的综合固井工艺技术,在华北二连油田阿南砂岩油藏阿31断块的应用,很好地解决了多年来该高压注水断块油水井固井质量差的技术难题,为阿南及哈南高压注水砂岩油藏油水井固井质量的提高探索出了一条行之有效的途径。建议以后在二连油田阿南及哈南砂岩油藏进行调整井固井时,套管外封隔器以下油层段使用具有早强、低失水、零析水、微膨胀特点的水泥浆体系。

延缓和控制底水锥进的水平井完井新方法

针对底水油田水平井开发存在的底水锥进和后期堵水两个重要问题进行了能够延缓和控制底水锥进的完井方法研究,提出了采用两端套有ECP的盲管与筛管间隔排列方式,并利用ECP封隔井眼环空和采用长盲管段延缓底水锥进和方便层段封隔的完井方法,为合理开发底水油田提供了一套新的思路和配套的完井方法。已经在中国南海生物礁灰岩地层的大位移水平井中获得应用。

水平井选择性完井工艺

华北油田任平2井177．8mm技术套管下至3150．36m潜山顶部，然后用152．4mm钻头增斜和水平钻至井深3483m。根据测井资料，用3个封隔器和2个CMD滑套的完井管柱将目的层分为两段，先用换位工具将上、下两段的滑套都打开进行合试，然后关闭上段滑套只对下段试油，后又进行了酸化。实践证明，选择性完井工艺是成功的。文中介绍了选择性完井管柱各工具的结构、功能，并详细介绍了在任平2井的使用情况。

连续油管喷砂射孔套管分段压裂新技术的现场应用

随着我国逐步对致密气藏、页岩气藏等非常规油气藏实施勘探开发,压裂增产技术也逐步呈现大规模、多段分段压裂的趋势。连续油管带封隔器套管分级压裂技术是目前国外较新研发的一种既能实现大规模改造,又能达到分层压裂、精细压裂的一种新型分级压裂技术。这一技术通过连续油管结合带封隔器的喷射工具,利用封隔器的多次上提下放坐封解封达到不限次数多级压裂的目的;通过连续油管喷砂射孔、套管进行主压裂,可实现较大规模改造;通过连续油管的精确定位,可对储层纵向上的多个薄互层进行灵活分层,进而达到精细压裂的目的。为此,详细阐述了连续油管带封隔器环空分级压裂的工艺技术特点以及这一技术在国内四川盆地HC井区首次现场应用情况,并对HC-A井施工过程进行了计算和分析。事实证明,连续油管带封隔器环空分级压裂、作业周期短、分层灵活精细、封隔可靠且施工后井筒清洁,可直接多层测试投产的新型压裂技术。为我国致密气藏、页岩气藏的多级分段改造提供了新的且行之有效的解决手段。

胜利油田智能完井技术研究新进展

智能完井技术综合运用传感技术、信息技术和控制技术来提高油井产能、降低作业风险和费用,实现资源利用和油田开发效益的最大化,是现代完井技术的发展方向。简单介绍了国内外智能完井技术的研究现状,重点介绍了胜利油田智能完井技术的研究进展情况:目前已研制出整体性能与国外同类产品接近的高强管外封隔器,能达到现场要求的遇油遇水自膨胀管外封隔器;形成了均衡供液筛管分段完井技术和数据采集技术;建立了处理井下产液和压力数据的数学模型,根据处理结果可以判断出水层位。通过筛管分段完井数据采集模拟试验,对采用数学模型处理井下产液和压力数据判断出水层位的方法进行了验证,结果表明,该方法可行,可为现场采用筛管分段完井及判断控制井下出水层位提供理论依据。