一种新型钾基磷酸盐无固相高密度封隔液

高温高密度封隔液是高温高压井完井关键技术之一,目前密度超过1.60 g/cm 3无固相盐水封隔液只有溴盐、锌盐或者甲酸铯溶液,溴盐毒性大,锌盐高温腐蚀性难以控制,而甲酸铯价格昂贵,难以满足高温高压井完井技术要求,开发针对高温高压井的新型无固相高密度清洁盐水封隔液势在必行。以磷酸三钾TKP为主剂并添加其他处理剂优化而成可溶性盐SW4,研发了一种新型钾基磷酸盐无固相高密度封隔液,测试了其密度调节能力、水溶液的流变性和流变模式、金属腐蚀性、高温稳定性、生物毒性等性能。结果表明,SW4封隔液常温条件下最大密度可达1.90 g/cm 3;随密度增大,其水溶液黏度上升,其流变模式为牛顿流体;密度1.85 g/cm 3的封隔液在150℃、7 d条件下对A3钢、N80钢、TN110Cr13S和TN110Cr13M钢的腐蚀速率均小于0.076 mm/a,N80钢在1.80 g/cm 3 SW4封隔液中的腐蚀性明显低于同等条件下的溴化钠、溴化钙和溴化锌,与甲酸铯相当;在同等加量条件下,SW4能够提供更多的K+,具有更优异的防膨性;高温稳定性强,能够满足高温高压井完井工况需求;生物毒性低,具有环境可接受性,可以满足作为无固相高密度封隔液加重剂的技术要求。

油气井用高密度封隔液体系研究及性能评价

本文以磷酸盐、抗高温缓蚀剂HSJ-T、抗高温缓蚀剂HSJ-G配合除氧剂HCY-6研究了适合海上N油田的抗高温高密度封隔液体系,并对体系的性能进行了评价。评价结果表明,该封隔液体系的密度可达1.60g·cm^(-3),抗温能力达到150℃;采用挂片失重法评价了体系的高温腐蚀性,体系在150℃高温下对3Cr-L80和13Cr-L80材质的钢材的腐蚀速率小于0.076mm·a^(-1)的行业标准,表现出优良的防腐性能;采用沉降因子法SF评价了封隔液的高温稳定性,体系在150℃高温下静置沉降30d,上下密度差为0,表现出良好的高温沉降稳定性;并通过腐蚀速率大小预测了海上N油田套管和油管的服役寿命,预测结果表明,以3Cr-L80材质作为套管的服役寿命为14~19a,以13Cr-L80材质作为油管的服役寿命为9~12a。根据体系和综合性能评价结果,研究的封隔液体系满足海上N油田及类似油气田的开采作业要求。

高温高压封隔液抗CO_(2)腐蚀性能影响因素研究

在高温高压井的生产过程中,油套环空带压与套管腐蚀逐渐成为影响油气田安全开发的关键所在;对高温高压井封隔液,分析材质、密度、缓蚀剂加量、二氧化碳分压对腐蚀性能的影响进行研究,结果表明:封隔液的腐蚀速率随着温度、密度、CO_(2)分压的增加而增大,随着材质Cr含量和缓蚀剂加量的增加而减小;在150℃,CO_(2)分压2.0 MPa时,缓蚀剂加量1.5%时,封隔液对13Cr-L80钢的腐蚀速率仅为0.053 mm/a,满足现场的生产需求,为现场生产提供参考。

高密度压井液环境下某井APR测试替喷技术

高密度泥浆环境中下入APR测试管柱使用OMNI阀诱喷作业时,泥浆沉淀易导致封隔器埋卡,操作不当易导致OMNI阀失效。在理论研究和现场多次实践应用的基础上,采用合理控制封隔器坐封到替液之间的时间间隔,防止高密度压井液沉淀埋卡封隔器;优化替液及OMNI阀操作方案,避免OMNI阀在操作过程中被高密度压井液中固体颗粒冲蚀损坏。海外某气田具备“三高”气田特征,应用该技术十余井次,包含两井次中途测试作业,施工过程中OMNI阀工作正常,管柱密封可靠,封隔器未出现埋卡的情况,录取资料合格,作业一次成功率100%。该技术针对“三高”气井APR测试作业先射孔后下入测试管柱及中途测试的工艺要求,实现了替液诱喷的需求,确保了测试作业的井控安全和工程质量,为后续的测试作业提供了技术支持。

无固相水基隔热封隔液研究应用现状

在深水油气井、注蒸汽井、地热井以及永冻层油气井开采过程中大量热量损失会带来严重后果。介绍了国外水基隔热封隔液的研究和应用现状,包括剪切稀释体系、延迟交联体系及自交联体系。3种体系中,多元醇(聚合醇)和可溶性盐具有降低导热系数、加重、提高体系热稳定性等多重作用。剪切稀释体系中,高吸水树脂固化体系中的水和醇可进一步减小自然对流传热损失;延迟交联体系中,缓凝剂延缓增黏剂的交联方便现场泵送封隔液入井;自交联体系中,2种增黏剂在环空一定温度下发生自交联,体系黏度剧增从而进一步削弱自然对流传热。最后指出了研发水基隔热封隔液的必要性,并建议研究含高吸水树脂的剪切稀释体系和含缓凝剂的交联体系。

高酸性气田聚合物—甲酸盐封隔液的室内实验研究

四川盆地普光、罗家寨和元坝等高酸性气田的开发是一个世界级难题。在高温、高压、高含H2S和CO2气井生产过程中,需要向油管与套管的环空中注入防腐能力强的封隔液来防腐,以保证油管、套管及井下工具能够安全工作。该封隔液必须抵御酸性天然气的侵入而保持防腐性能稳定,一旦与储层接触也不损害储层。为此,通过大量的室内实验,研制出了聚合物—甲酸盐盐水封隔液体系。该体系以NaCOOH和KCOOH为加重剂,体系密度可达1.45g/cm3;用黄原胶(XC)和复配聚阴离子纤维素(PAC)来调节流变性并降低滤失量;用抗高温保护剂HTS来进一步提高聚合物的抗温能力。通过72h的高温高压含H2S和CO2天然气侵入实验,评价了该封隔液对G3、N80和TP110SS等3种钢材的腐蚀防护效果,结果表明钢材的腐蚀速率均低于0.076mm/a。结论认为:该封隔液体系具有密度范围宽、抗温性好、防腐能力强、保护储层效果佳以及能够在井下环空长期稳定等优点,具有推广应用价值。

酸性油气井油套管及封隔器材料电偶腐蚀行为

酸性油气井油套管与封隔器的腐蚀有可能会造成严重后果,而国内对这一领域中的电偶腐蚀行为研究很少,且采用失重试验法进行的相关研究只能确定材料的腐蚀形态、类型、程度等,缺少指导性的结论。为研究该环境中电偶腐蚀的机理、影响因素及规律,预测电偶腐蚀行为,采用电化学实验法对酸性油气井中的典型低合金钢油套管材料VM80SS与作为封隔器材料的Inconel718镍基合金在四川罗家寨气田井下封隔液环境中的电偶腐蚀行为进行了研究,测量了VM80SS-Inconel718电偶对在4种不同阴阳极面积比情况下的电偶电位和电偶电流,并与失重试验法所得试验结果进行了对比分析;讨论了阴阳极面积比对电偶腐蚀的影响,得出了随着阴阳极面积比的增大,电偶电位基本呈对数增长的趋势,而电偶电流密度基本呈线性增长的结论;提出了应针对不同的电解质环境进行电偶腐蚀测量以确定腐蚀性的建议。

油气井井下隔热技术及应用现状研究

深水油气井和注蒸汽热采井井筒热流体含有的大量热量会向周围散失,导致发生井筒结蜡、套管损坏、环空带压等不利现象,必须对井筒进行隔热。详细对比分析了当前国内外现场应用的井筒隔热方式,主要有环空气体隔热、环空伴注N2隔热、蒸汽腔非凝析气隔热、VIC隔热、VIT隔热以及隔热封隔液隔热等几种方式。研究发现,SAGP对稠油的开发具有广阔的研究和试验前景;VIC隔热能够提高生产时率,对特超稠油的开发具有重要意义,并有望在地热井、深水井隔热方面得到应用;水基隔热封隔液既具有高效隔热效果,又能保护海洋环境,在国内深水油气田中可以试用。最后指出国内油田应该对SAGP、VIC及水基隔热封隔液进行更多现场试验并推广应用。

深水无固相水基隔热封隔液技术

无固相水基隔热封隔液是指充填于油气井井下环空中起隔热作用的水基工作液,其主要作用是减少油气管道内的热量损失,防止油气管内出现析蜡,生成天然气水合物等现象,保障油气井的正常作业。主要通过室内实验方法,基于降低体系导热系数及控制环空自然对流减小井筒热量损失这一理论进行研究。优选出多元醇C4作为降低体系导热系数的试剂;优选出生物大分子MT作为流变调节剂,使体系在高剪切速率下具有低黏度特性以满足泵送要求,在低剪切速率下具有高黏度特性以减小环空自然对流所产生的热量损失;通过可溶性盐对体系进行密度调节,使其密度在0.9-1.2 g/cm^3范围内可调,从而满足不同压力系数的油气藏。对新型的无固相水基隔热封隔液的性能评价结果表明：其具有导热系数低、隔热效果好、密度可调范围宽、长期热稳定性好等特点,同时与油基隔热封隔液、醇基隔热封隔液相比,研制的无固相水基隔热封隔液隔热效果好、配制成本低,无固相沉积,且可有效避免对环境造成污染。

浅论油田压裂技术和压裂液的优化选择

目的：针对不同储层性质，选用压裂技术系列中的不同压裂方式，使压裂效果达到最佳。方法：对压裂技术系列中的数种压裂工艺和与之配伍的压裂液的特性、技术关键点及对压裂层的预处理技术分别作了论述和对比。结果：压裂技术是低渗油层改造的重要措施，选准适合油层特点的压裂技术是压裂作业成功的先决条件。结论：低渗透、薄油层是压裂作业的主要对象，压裂前后对压裂井的地应力测井、裂缝监测技术及综合测井资料分析是至关重要的，对即将投入开发的低渗油田，整体压裂改造开发效果会更好，压裂井油层防污染保护和套管保护是压裂作业成功与否的关键点。

伊朗Y油田深井油套环空封隔液评价与优化研究

伊朗Y油田主力产层F油层属于典型的高温、高压、高产、有腐蚀性流体产出的油田。为了保障该油田的长效、高效、安全生产,需要对完井工艺及管柱保护进行防腐研究。采取完井时下入带封隔器的完井管柱,并在封隔器之上的油套环空注入防腐封隔液;室内对引进的2种环空封隔液体系进行了互溶性、高温稳定性、杀菌性等基础理化性能及对井下管材的腐蚀性的实验及评价。评价结果表明,CaCl_2型环空封隔液高温稳定性较差,浸泡腐蚀速率值高值为0.062 mm/a,电偶腐蚀速率值高值为0.078 mm/a,均大于设定的腐蚀速率值0.05 mm/a。而引进的Na Cl+KCl型环空封隔液高温稳定性较好,浸泡腐蚀速率值高值为0.014 mm/a,电偶腐蚀速率值高值为0.037mm/a,均低于设定的腐蚀速率值0.05 mm/a。鉴于此情况,对引进的CaCl_2型环空封隔液进行改进并优化设计,确定合适的CaCl_2型环空封隔液体系。优化设计后的CaCl_2型环空封隔液高温稳定性良好,浸泡腐蚀和电偶腐蚀速率值均低于设定的腐蚀速率值,综合性能达到了现场应用要求。

双封隔器分层压裂工艺技术研究与应用

针对单封、填砂、投球、桥塞、限流压裂及其组合等压裂方式存在投球量难以确定、不能保证压开所有的目的层和油层改造不彻底等问题 ,通过对水力锚、喷砂器、安全接头以及封隔器等井下工具的组合优化 ,并优选出有机硼低伤害压裂液配方 ,研究了双封压裂工艺技术。该项技术克服了其它形式分层压裂的弊端 ,具有针对性强、安全性好 ,工艺效果突出等特点。现场应用取得了明显的技术经济效益。

射孔—测试联作施工射孔关键质量控制节点分析

为便于现场射孔质量管理、方便工程技术人员操作,对射孔—测试联作工艺射孔部分的重要环节进行了系统的总结归纳。对射孔枪起爆原理进行了分析,对井口加压值进行了计算,对起爆装置的选择、销钉剪切值的设定方法进行了规范,分析了液面高度变化对施工的影响,为现场施工人员优化设计方案提供了依据。

带封隔器的注泡沫管柱受力分析及强度校核

采用聚合物强化泡沫驱油时,井口压力的大小会影响管内流体压力分布,进而影响管柱受力情况。分析不同井口压力下管柱三轴受力情况,对管柱进行强度校核,可以避免压力过大而破坏管柱和引发事故。当前还没有一套比较完整的带封隔器注泡沫管柱受力分析和强度校核的数学模型。在质量、能量和动量守恒定律的基础上,考虑泡沫流体压力、温度和密度的相互关系和封隔器上下不同受力规律,建立了管柱受力模型,对管柱进行了三轴应力强度校核。实例井检验结果表明:随井深增加,管柱所受泡沫流体的内压力增大;且井深越大,趋势越明显;随井口压力的增大,管柱内压力、封隔器以下外挤力相应增大,管柱三轴抗外挤强度减小,其他受力和强度值变化较小。此模型还可以对不同泡沫质量、泡沫种类及钢级等情况下的管柱进行受力分析和校核,为油田管柱的优选提供理论指导。

套管井电缆地层测试新技术

介绍了两种套管井电缆地层测试新技术。一种是CHDT套管井动态测试器 ,利用一柔性轴钻钻穿套管、水泥环和地层 ,测量各储层压力 ,采集它们的流体样品并及时对测试钻孔进行封堵。地层的压力和流量可实时测量 ,在每个测试点能进行多次预测试。在套管井中能够有效地完成地层压力剖面测量、地层压力梯度确定和地层动态参数测试。同时通过组合有关模块 ,可以在套管井中获取大体积和PVT性质的流体样品 ;另一种是用MDT进行套管井地层测试技术。通过电缆在 3 0 5mm间隔的层段射孔 ,用双封隔器使测试工具固定在射孔段 ,然后通过测试器抽出地层流体 ,获得有代表性的地层流体样品。介绍了 2种仪器的组成、结构原理、功能以及油田测试结果 ,并对其优缺点进行了对比。

压裂封隔器密封系统流体穿透仿真研究

当压裂封隔器坐封成功后,胶筒与井壁表面仍存在微小泄漏间隙,原油、天然气、钻井液等介质在足够大的压差下会穿过间隙形成泄漏,导致封隔器的密封失效。为了从动态的角度研究封隔器胶筒密封失效的本质,建立封隔器流体穿透模型,通过高温下橡胶试样单轴拉伸试验数据与Mooney-Rivlin本构模型进行拟合,获得准确的橡胶超弹性本构模型参数。采用浸入边界法,模拟高压流体穿透封隔器导致封隔器密封失效的整个过程,并通过高温高压胶筒泄漏试验来验证该过程的正确性与准确性。仿真结果表明:封隔器胶筒失效的原因在于过高压力的流体穿透了胶筒与井壁(或套管壁)的接触面,形成了泄漏通道;当第一个密封胶筒失效时,泄漏临界液压值为77. 70 MPa,而高温高压试验井中测得的封隔器胶筒泄漏临界液压值为82. 39 MPa,试验与仿真之间误差值不超过10%,证明了模拟的流体穿透封隔器过程是准确的。

渤海油田裸眼水平井套铣打捞封隔器关键技术及其应用

针对渤海油田裸眼水平井斜度大、水平段长、摩阻大、不易起下钻和传递钻压及扭矩、井壁稳定性差等修井作业难题,通过裸眼水平井钻具优化技术、套铣打捞技术、修井液体系优化技术、冲砂技术等一系列关键技术的制定与实施,成功实现了渤海油田裸眼水平井打捞作业零的突破,取得了良好的经济效益,为后续裸眼水平井修井作业提供了借鉴。

苏里格深层气田压裂技术应用研究

针对苏格气藏水敏性强的特点,从优化压裂设计入手,科学调整压裂液配方,优化射孔方案,主要采用双封隔器机械分层和前置液液氮伴注方式压裂,采用中低砂比、中等加砂规模、造中长缝为设计主导思想。在增加气藏产能,减少储层污染,提高压后返排率等方面见到良好效果。

水平井化学堵水配套药剂研究

针对水平井化学堵水需要,研发了3种化学剂。一是化学环空封隔材料,由可溶性淀粉、丙烯酸、交联剂、淀粉酶、引发剂等在水溶液中聚合而成,讨论了合成条件。35%、45%的反应混合物1PV注入填砂管,在60℃聚合48或24小时,水测突破压力梯度>30MPa/m。聚合产物有弹性,在水中发生溶胀、降解和溶解,最终产物包括未溶解、部分溶解的淀粉、多糖、短链聚丙烯酸等,固体物粒径<100μm,降解96小时后黏度4mPa·s,降解时间随温度升高(3585℃)而减小(从约100小时到约20小时)。二是聚合物铬凝胶,聚合物为北京恒聚的耐温抗盐聚合物,无机铬交联剂中的还原剂亚硫酸盐为工业副产物,加有0.01%无机强还原剂。三是无机强造壁封堵剂,由G级油井水泥、硅灰、超细水泥、聚丙烯纤维组成,凝固时间38小时,抗压强度>12MPa。

海上多元热流体高效注入管柱关键工具研究

目前海上多元热流体热采使用的简易式注入管柱存在管柱整体隔热性较差和水平段多元热流体注入不均等问题。为此,研制了隔热关键工具和分段注热工具,并对注入水平段进行了分段设计,形成了海上多元热流体高效注入管柱。该管柱的隔热段主要由隔热油管、隔热接箍、隔热扶正器、隔热补偿器和隔热封隔器组成,具有良好的整体隔热性能,能减少注入热流体的热损失;水平段主要由均衡注入阀、分段封隔器和油管扶正器组成,能够实现水平段均匀注入。隔热关键工具和分段注热工具均能满足在330℃高温下长期工作的需求,隔热性能均达到D级,其中均衡注入阀已应用7井次,水平段均实现了均匀注入。研究表明,多元热流体高效注入管柱及其关键工具能够满足海上多元热流体热高效注入的要求。