新型封隔式尾管悬挂器的开发与应用

针对常规尾管固井重叠段固井质量差的问题,研制了新型封隔式尾管悬挂器。该悬挂器具有悬挂、封隔两种功能,能够有效地密封重叠段,防止油、气、水窜的发生。地面试验和现场应用表明,封隔式尾管悬挂器结构合理,密封可靠,操作简便,有效地解决了尾管固井过程中重叠段固井质量差的难题,具有极大的推广应用价值。

复杂地层多套压力层系尾管完井固井新工艺

在同一裸眼段出现多套压力层系,不但给钻井作业带来很大的困难,而且大大增加了固井作业的难度。为保护油气层,提高采收率,胜利油田从固井现场的实际情况出发,对固井工具、固井工艺和水泥浆技术进行了改进,形成了适合复杂地层多套压力层系的尾管悬挂器+分级箍+管外封隔器固井工艺和尾管悬挂器+管外封隔器固井工艺。在胜利油田35井次的现场应用表明,该工艺不但保证了固井质量,而且满足了勘探开发的需要。

超高压防气窜尾管固井回接装置关键技术

高压油气井尾管固井易发生环空气窜,采用常规回接技术不能解决环空气窜问题,为此,进行了超高压防气窜尾管固井回接装置关键技术研究。通过分析回接插头密封组件、封隔器类型、封隔器防退及防提前胀封等关键设计技术,设计了一种回接插头与封隔器一体、使用安全、密封能力达70 MPa的超高压防气窜尾管固井回接装置。根据该回接装置的结构特点和现场施工关键环节,制定了合理的施工工艺和技术措施,提出了扫上水泥塞、磨铣回接筒、试插等易出问题关键环节的工艺要求,并给出了更精确的浮力变化计算方法。该回接装置在四川地区8口高压油气井尾管固井回接或短回接进行了应用,均未发生气窜。现场应用结果表明,该回接装置操作简便、安全可靠、封隔效果好,能够有效解决高压油气井尾管固井环空气窜的难题。

强水敏油藏水平井尾管完井固井新工艺

针对强水敏稠油油藏郑408岩体的固井难点,采用水平井尾管完井防砂筛管油层顶部注水泥、特殊附件辅助完井固井工艺。此工艺集尾管悬挂工艺、分级注水泥工艺、管外封隔器完井工艺、筛管防砂完井工艺于一体,既可以满足避免强水敏污染、保护油层,又能满足热采的要求。在胜利油田第1次成功应用,证明了使用该工艺和工具可有效开发强水敏稠油油藏,达到提高复杂油藏的开采效率的目的。

尾管悬挂器超高压封隔及回接技术应用研究

为满足后期的压裂要求,页岩气井完井管串要求具有很好的密封完整性,目前国内页岩气井生产套管基本采用全井一次性固井的方式。为使湖南省的一口页岩气探井保页1井达到回接管柱压裂后回收、便于后期可能进行的开窗侧钻等要求,首次尝试采用尾管固井再回接管柱不固井的完井方式。为此研发了实现70MPa超高压封隔及回接的尾管悬挂器系统,核心技术主要包括超高压尾管顶部封隔技术、超高压回接密封技术和尾管悬挂器大过流技术。该技术在保页1井顺利实施,成功完成尾管固井、回接和回收上部生产套管串,工具整体密封性满足后期的泵送桥塞压裂要求。

新型耐高压封隔回接插头的研制与应用

针对常规回接插头密封不严的问题研制了一种新型尾管封隔式回接插头,它同时具有回接、封隔两种功能,具有双保险的密封功效。进行了胶筒的压胀试验、接触应力的测试等多项单元试验,分析了胶筒的密封机理、松弛规律。样机试制后,分别进行了密封单元试验、机构功能试验及整体台架模拟试验.各项性能指标全部达到设计要求。在四川、胜利、渤海等油田和地区的现场应用表明,该封隔回接插头结构合理,密封可靠,操作简便,有效解决了回接固井过程中的气密封难题,具有极大的推广应用价值。

尾管悬挂器超高压封隔技术研究与实践

针对高压油气井常规尾管固井重叠段固井质量差的问题,研制了新型超高压封隔式尾管悬挂器。该悬挂器同时具有悬挂、封隔2种功能,能够有效地密封重叠段,防止油、气、水窜的发生。根据金属膨胀原理,设计了由金属和橡胶共同组成的密封组件,采用有限元方法分析了密封组件膨胀过程中的应力情况,在此基础上优化了结构设计,试制了样机,并进行了样机性能试验和现场试验。试验结果表明,该超高压尾管封隔悬挂器坐挂、坐封可靠,操作简便,且允许大排量循环,防止了常规结构存在的提前坐封现象,有效地解决了尾管固井过程中重叠段封固质量差的难题,具有极高的推广应用价值。

可膨胀尾管悬挂器技术及其应用

可膨胀管悬挂器(ELH)作为尾管固井、完井工艺中一项革新型工具,可以成功地解决常规悬挂器因其原理和结构特点带来的固井施工难题及重叠段固井质量差等问题,成为下一代悬挂器研究的重点。文中以实体膨胀悬挂器系统为例,介绍了其结构原理及应用情况。

泽43-12x井垮塌段双封双承托完井管柱设计与应用

泽43-12x井为泽43潜山一口重点开发井,奥陶系目的层裂缝孔洞发育,揭开潜山面时,发生失返性漏失,进而导致盖层泥岩段井壁垮塌,井下形成桥塞,提前下技术套管利用砂桥对第三系3 810.77 m以上地层承压固井,但3 810.77~3 853.61m泥岩段未封固,存在后期掩埋潜山储层的风险。通过分析三开完井的技术难点,提出双封双承托完井管柱设计思路,开展了配套工艺和工具等方面的研究,完成了尾管悬挂器优选、各工具压力级别及地层封隔系统设计,研制开发了岩屑承托与地层封隔一体化工具,实现了多套不同内径、不同岩性地层的有效封隔,并且承托工具弹簧钢精密钢带式设计可以满足不规则井壁封隔需求,实现自动调节。泽43-12x井的成功应用表明,该技术可实现复杂井段一趟管柱非固井封隔,为同类井的复杂井段封隔提供了借鉴。

具有双防退功能的封隔器技术研究与应用

针对常规尾管顶部封隔器在尾管固井作业中所表现出来的环空封隔压力低,安全可靠性较差等问题,研制了带有组合式防退锁紧机构的单胶筒尾管顶部封隔器。封隔器将防退卡瓦与双面卡簧两种防退锁紧机构组合在一起,有效解决了胶筒在坐封后的回缩问题,保证了密封效果。同时封隔器胶筒采用了一体式设计,两侧为组合式防突环,可在封隔器坐封时膨胀,形成密闭空间,防止胶筒在高压作用下发生轴向窜动,进一步提高了封隔器封压能力。该型封隔器在完成样机试制后,进行了一系列地面性能试验,并在现场进行了现场应用,取得了良好的应用效果。

尾管顶部封隔器密封元件的设计计算与有限元分析

密封元件是封隔式尾管悬挂器的核心部件,其性能好坏直接影响到整套工具的作用效果。对封隔式尾管 悬挂器的核心元件——胶筒进行了分析研究,通过理论分析计算出了胶筒坐封后的接触应力、坐封力,分析了影响密 封元件接触应力和坐封力的因素。建立了胶筒几何模型,并应用ANSYS软件对密封元件进行了有限元分析,得出了 胶筒胀封时的应力云图,为封隔式尾管悬挂器密封元件的设计提供了依据。

潜山井尾管反挤水泥固井工艺

在潜山地层钻井时，往往会发生恶性井漏和垮塌事故。为防止事故的发生，以前在进入潜山前即下入技术套管，然后强行钻完潜山井段，再悬挂一层尾管封隔技术套管鞋至潜山的泥岩地层，施工时垫石灰乳堵漏和尾管固井时都对油层造成严重污染。文中介绍了将尾管坐入潜山非主力油层，再利用潜山地层漏失进行反挤水泥固井。这样，既能达到封隔泥岩层的目的，又能避免尾管固井时水泥浆对油层的污染。

固井水泥环自愈合技术研究及应用——以东方1-1气田尾管回接固井为例

本文针对油井水泥环密封失效引起的井口带压问题,对油气响应型固井自愈合水泥浆技术进行了研究。研究包括油气响应型自愈合水泥石遇油(煤油)自愈合能力评价、遇带压有机气体自愈合能力评价及自愈合水泥石力学性能评价。研究表明:自愈合水泥石即使遭到破坏出现微裂缝/环隙,当油或有机气体通过时,自愈合功能材料能够即时被激活,随时对窜流通道进行有效封堵,重新建立有效水力封隔。另外,固井自愈合水泥石弹性模量低、泊松比高,弹韧性好,不易出现微裂缝/环隙;温变/压变破坏模拟装置的评价进一步证明,自愈合水泥石不容易被破坏。此油气响应型固井自愈合水泥浆体系在东方1-1气田尾管回接固井中成功应用,至今未出现井口带压现象,证明该技术是解决井口带压问题的新途径,值得做进一步的研究与探讨。

塔里木油田尾管悬挂器国产化及其应用实践

针对固井用进口尾管悬挂器价格高昂、供货周期长、技术服务不及时等问题,对国内厂家尾管悬挂器产品进行了调研和论证。结合塔里木油田特殊井况,对封隔式尾管悬挂器进行了结构和尺寸等优化。通过在塔里木台盆区的单井试用,提升和完善了施工工艺,封隔式尾管悬挂器的性能在小规模推广应用中得到了验证,实现了国产化,并取得了良好应用效果。

西20-1X井尾管固井工艺技术

西 2 0 - 1X井是西 2 0断块上的 1口三开定向开发井 ,目的层为寒武系府君山组。该井潜山盖层复杂 ,技术套管未能坐入潜山 ,三开后发生严重漏失 ,无法建立循环 ,用常规固井工艺技术无法固井 ,采用尾管悬挂器、管外封隔器及配套工具等新工艺技术达到了优质固井的目的。

渤中19-6尾管固井质量提升措施

渤中19-6区块尾管固井存在固井质量优质率不高,钻井过程中多次发生井漏的情况。针对渤中19-6尾管固井质量情况,分析了影响尾管固井质量的因素,提出了改善尾管固井质量的技术方法,并进行了现场应用。影响渤中19-6尾管固井质量的原因主要是井漏、前置液冲洗效率低、气层活跃。针对上述问题,提出了前置液和水泥浆体系设计形成固井防漏堵漏技术、优化水泥浆配方提升水泥浆体系防窜性能、优化前置液配方改善井眼清洁能力3个方面系统提升尾管固井质量。现场应用结果表明该技术方法可以显著提高该区块尾管固井质量优质率,成功解决尾管固井过程中气窜与漏失风险并存造成的固井质量差难题。

莺歌海盆地东方13-1气田高温高压尾管固井技术

为解决莺歌海盆地东方13-1气田小井眼尾管固井时存在的气窜和CO2腐蚀问题,研发了高密度高效清洗液和新型抗高温高密度水泥浆,并采用旋转尾管固井工艺,形成了高温高压气井尾管固井技术。抗高温高密度水泥浆配方中引入了胶乳颗粒、非渗透剂、超细填充颗粒及膨胀剂,有效改善了水泥浆的非渗透性和抗CO2腐蚀性,并采用颗粒级配技术提高了其稳定性。室内试验表明,密度2.20g/cm3的水泥浆可抗160℃高温,24h抗压强度为15.1MPa,防气窜系数为0.59。该固井技术在南海东方13-1气田6口开发井固井中进行了现场应用,水泥胶结测井结果表明,高压气层及重叠段固井质量优良率100%,生产期间气井井口无异常带压情况,应用效果良好。研究与应用表明,高温高压气井尾管固井技术能够满足莺歌海盆地东方13-1气田高温高压开发井尾管固井的需求。

封隔式免钻尾管悬挂器的研制与应用

在尾管固井作业过程中,普通悬挂器需要后期钻除上部水泥塞及其内部构件,容易造成喇叭口窜气和固井质量变差。为此,开发了新型的封隔式免钻尾管悬挂器,同时还设计了液压坐封控制的封隔器、活动密封免钻柔性密封盒、辅助承载倒扣机构。施工作业顺序为:①将尾管管柱下入到设计位置,充分循环钻井液后,投入憋压球,待其入座后,憋压剪断悬挂控制销钉,实现悬挂器坐挂;②继续憋压,剪断球座销钉,建立循环;③下放钻杆给悬挂器施压,正转倒扣,实现送入工具与悬挂器的丢手;④注水泥施工结束后,投入钻杆胶塞,剪断空心套管胶塞的脱手控制销钉,再继续下行与碰压总成碰压;⑤卸掉水泥头接方钻杆,重新憋压,缓慢上提钻具,由液压对封隔器总成坐封液缸作用,剪断坐封控制销钉,实现封隔器的坐封;⑥起送入工具至喇叭口,循环洗出多余的水泥浆,实现全井免钻。在BQ203-H1等井127mm尾管的成功使用表明,该封隔式尾管悬挂器坐挂、倒扣方便,碰压准确,坐封方便,封隔性能良好。

防漏防窜水泥浆在龙王3井尾管固井中的应用

龙王3井是龙王庙构造的1口三开三段制双靶点定向预探井。该井三开φ215.9 mm井段在钻进过程中井漏频繁、气侵严重,测井仪器多次遇卡。在φ177.8 mm小间隙尾管固井过程中,通过优化固井设计、优选水泥浆体系、强化井眼准备等措施,集成应用防漏防窜水泥浆固井技术,解决了窄安全密度窗口条件下的防漏防窜固井和提高顶替效率的瓶颈问题,测井结果表明二界面胶结质量优质。该技术对于提高窄安全密度窗口条件下提高深井小间隙尾管固井质量具有一定参考价值。

异常状态下的尾管固井技术

尾管在装水泥头时卡钻 ,处理过程中送入工具因年久锈蚀而断裂。在尾管内下封隔器 ,循环确信尾管环空畅通后下入水泥承留器固井。但因裸眼段渗透性漏失较大 ,水泥未能完全封固住尾管环空。测试地层吸收量后 ,采用自动沉降挤水泥法补救。经测试 ,固井合格。